EXAKT白光LED熒光膠分散解決方案

人類歷史上使用的照明光源，第一代是油燈（蠟燭），第二代是愛迪生發(fā)明的白熾燈，第三代是熒光燈，現(xiàn)在人們充滿期待的是第四代光源-白色LED。                         

LED(Light Emitting Diode)作為新一代半導(dǎo)體照明光源，以其高效低耗、節(jié)能環(huán)保、響應(yīng)快、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于信號(hào)指示、智能顯示、局部照明以及特殊照明等領(lǐng)域。LED為全固體發(fā)光體、耐沖擊不易破碎、廢棄物可回收、沒有污染減少大量二氧化硫及氮化物等有害氣體以及二氧化碳等溫室氣體的產(chǎn)生改善人們生活居住環(huán)境，可稱“綠色”照明光源。

現(xiàn)狀 

LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀是日本和美國的技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)，他們?cè)?/SPAN>LED新產(chǎn)品和新技術(shù)上擁有很強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力和創(chuàng)新能力，而德國和韓國在LED新產(chǎn)品和新工藝方面擁有創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，他們?cè)?/SPAN>LED制造工藝等相關(guān)領(lǐng)域也擁有較先進(jìn)的技術(shù)。中國臺(tái)灣地區(qū)在近10年中發(fā)展迅速，在LED芯片產(chǎn)量和LED封裝方面占據(jù)全球第一的位置。

趨勢(shì)及需求

目前，LED光電產(chǎn)業(yè)還是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，涉及到芯片制造技術(shù)、封裝技術(shù)、散熱技術(shù)、二次配光技術(shù)、智能控制技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。世界各國都在政府的大力資助下加快推進(jìn)LED光源取代傳統(tǒng)光源的步伐，美國、日本、歐盟、韓國、中國以及中國臺(tái)灣都制定了相關(guān)的發(fā)展計(jì)劃。

我國LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)60年代，80年代形成產(chǎn)業(yè)。大部分核心專利技術(shù)掌握在Nichia（日亞）、Cree、Toyoda Gosei、Lumileds及Osram等少數(shù)大公司手中，每年國內(nèi)的關(guān)于LED的專利申請(qǐng)雖然也很多，但是缺乏核心技術(shù)基本集中在LED封裝以及LED燈具的應(yīng)用方面，中國內(nèi)地尚欠應(yīng)用龍頭企業(yè)，與國外企業(yè)和臺(tái)資企業(yè)仍存在差距。

常見的白光LED制作方式是色轉(zhuǎn)換型，即在藍(lán)光LED芯片表面涂覆一層黃色熒光粉。目前國內(nèi)主要采用的是傳統(tǒng)的灌封工藝，即將熒光粉與高透射率的硅樹脂混合調(diào)勻、真空脫泡后，采用點(diǎn)膠機(jī)在反射杯中滴入適量混合膠體，通過熱固化形成熒光粉層，其中，如何得到均一、穩(wěn)定的熒光膠是至關(guān)重要的一步工藝。現(xiàn)在國內(nèi)的白光LED生產(chǎn)廠家主要是使用公自轉(zhuǎn)攪拌機(jī)對(duì)熒光膠進(jìn)行攪拌混勻，但是，由于熒光膠原料的自身物性和公自轉(zhuǎn)攪拌機(jī)的性能，熒光膠在經(jīng)過攪拌混勻處理后并不能得到充分的精分散，最終造成，成品的良率不是很高，原料的浪費(fèi)，而企業(yè)為達(dá)到目標(biāo)量產(chǎn)，即需要支出更多的費(fèi)用。所以，如何獲得性能優(yōu)異的熒光膠，制備高品質(zhì)白光LED產(chǎn)品，是企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展所必須考慮的問題。

二、EXAKT白光LED熒光膠分散解決方案

EXAKT三輥機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

 1）粒徑分布狹窄

每一臺(tái)三輥機(jī)，其粒徑的減少和團(tuán)聚塊的分散都是輥?zhàn)娱g的碾壓力及由不同輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速造成的高剪切力共同作用完成的，如圖1所示。

由于全部的物料被填充至輥?zhàn)娱g距當(dāng)中，導(dǎo)致粒徑精確可控及狹窄分布。通過輥?zhàn)娱g距調(diào)節(jié)，粒徑可輕易精確加工至微米級(jí)別，而其他工藝則相對(duì)困難很多。

砂磨機(jī)及分散機(jī)作為比較接近的設(shè)備，卻只能提供較高的粒徑分布——即特細(xì)顆粒和粗大顆粒都具有較高的百分含量，這是 因?yàn)槟承╊w�？赡苡捎诜稚⒘ψ饔帽恢貜�(fù)分散，而有些則完全沒有被分散。

2）各種產(chǎn)品的理想應(yīng)用

三輥機(jī)可應(yīng)用于廣泛領(lǐng)域不同粘度的產(chǎn)品，從200CP的低粘度物料到超過1,000,000CP的粘稠漿料，三輥機(jī)能夠在極少量液體溶劑中加工中高粘度的物料。由于液體往往不需要被研磨或者分散，可以根據(jù)需要推遲些添加。

3）出色的溫度控制

由于物料在輥軸上以極薄膜狀存在，三輥機(jī)可為產(chǎn)品提供出色的溫度控制。因此被加工物料可被加熱或冷卻至所需溫度。

4）環(huán)保防污染

通過選擇正確的輥筒及刮刀材質(zhì)，用戶可以避免硬金屬磨料對(duì)其的污染。材質(zhì)包括硬鍍鉻不銹鋼，氧化鋁，氧化鋯及碳化硅。

5）批量大小

三輥機(jī)可以完美加工大批量或者小批量的產(chǎn)品。 

6）直觀的過程控制

與砂磨機(jī)和分散機(jī)不同的是，影響物料質(zhì)量的變數(shù)不多，如此可加快加工制程及提高質(zhì)量重復(fù)性。

7）成本消耗低，低損耗，易清洗

方便的配件，低成本操作，低耗優(yōu)質(zhì)是明顯節(jié)約成本的決定性因素。

2、EXAKT白光LED熒光膠分散解決方案介紹

根據(jù)原料——品質(zhì)不同，可大致分為

1）  原料硅膠品質(zhì)較好

2）  原料硅膠品質(zhì)一般

或者

其中，對(duì)熒光膠進(jìn)行粘度測(cè)試時(shí)，可采用博勒飛（Brookfield）粘度計(jì)，進(jìn)而測(cè)得精準(zhǔn)粘度數(shù)據(jù)。

具體的白光LED熒光膠分散解決方案，也會(huì)隨LED研發(fā)制備方案的不同而有所調(diào)整。表1是EXAKT三輥機(jī)的型號(hào)及主要參數(shù)。

3、方案優(yōu)勢(shì)

1）更加均勻、充分的熒光膠分散；

2）白光LED產(chǎn)品的良率提高；

3）產(chǎn)品原料的利用率提高；

4）企業(yè)效益得到顯著改善。

三、成功案例

案例：廣州市鴻利光電股份有限公司

鴻利光電——中國白光LED器件領(lǐng)軍者。國家高新技術(shù)企業(yè)，國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務(wù)理事單位，中國半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組成員單位。鴻利光電注冊(cè)資本24547萬元，擁有10萬多平米花園式工業(yè)園，4萬多平米高標(biāo)準(zhǔn)無塵生產(chǎn)車間，采用最先進(jìn)的LED自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，主要生產(chǎn)中、高檔COB、HIGH POWER LEDs、SMD LEDs等優(yōu)質(zhì)器件，應(yīng)用范圍包括通用照明、背光源、汽車信號(hào)/照明、特殊照明、顯示屏等領(lǐng)域。

鴻利光電LED器件在顯示、光效、穩(wěn)定性等方面的指標(biāo)均處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，是國內(nèi)率先通過美國環(huán)�？偸穑�EPA）認(rèn)可的第三方IES LM-80 測(cè)試的LED封裝企業(yè)。

鴻利改進(jìn)了傳統(tǒng)的熒光膠制備工藝，多道母劑的EXAKT三輥機(jī)分散過程，結(jié)果表明，產(chǎn)品的良率得到了明顯提高，每年硅膠A劑采購費(fèi)用可節(jié)省30多萬人名幣，企業(yè)得到了更好的生產(chǎn)效益。