تیمها “سیلیکون درجه نوری” را همانطور که عدد شفافیت را از روی برگه اطلاعات میخرند، میخرند. عبور نور از روی 91%، شفاف به اندازه آب، تمام شده. اولین قطعه قالبگیری شده زیر نور میز عالی به نظر میرسد.
سپس کدری ظاهر میشود. یک دسته از پرس در یکی از حفرهها کمی کدر است. یک محفظه LED که در بررسی اولیه شفاف به نظر میرسید، پس از ۲۰۰۰ ساعت کار در دمای اتصال، زرد کمرنگ است. هیچ چیز در گواهی مواد تغییر نکرده است. شفافیت هرگز یک ویژگی ثابت رزین نبوده است - بلکه نتیجه نحوه پخت، تمیز نگه داشتن و کهنه شدن قطعه بوده است.
سیلیکون درجه نوری، انتقال نور >91% و ضریب شکست قابل تنظیم 1.40-1.55 را ارائه میدهد و مزیت بارز آن پایداری فتوترمال است - در برابر زردی که اپوکسی و پلی کربنات را در اثر گرما و نور آبی/UV تخریب میکند، مقاومت میکند. اما این شفافیت نتیجه فرآیند است. آلودگی، کامل بودن پخت، پرداخت قالب و محبوس شدن هوا تعیین میکند که آیا واقعاً عدد داده شده را دریافت میکنید یا خیر، و پیرسازی حرارتی تعیین میکند که آیا آن را حفظ میکنید یا خیر. اینجاست که شفافیت در صحنه عمل به دست میآید و از دست میرود.
خلاصه اجرایی
- شفافیت نتیجهی یک فرآیند است، نه نمرهای که بتوانید آن را بخرید. همان LSR نوری، بسته به میزان سمزدایی، گاززدایی و پرداخت ابزار، قطعاتی شفاف یا کدر تولید میکند - رزین سقف را تعیین میکند، فرآیند نتیجه را.
- مزیت واقعی سیلیکون در زمان است، نه در وضوح تصویر. میزان عبور نور در روز صفر در بین کپسولها مشابه است؛ این واگرایی پس از هزاران ساعت قرار گرفتن در معرض گرما و نور آبی ظاهر میشود، در حالی که سیلیکون و اپوکسی/پلیکربنات زرد باقی میمانند.
- ضریب شکست یک اهرم طراحی است، نه فقط یک مشخصه. محتوای فنیل، ضریب شکست (RI) را از حدود ۱.۴۱ به ۱.۵۵+ افزایش میدهد؛ تطبیق آن با تراشه LED و فسفر، روشی است که شما میتوانید راندمان استخراج نوری را که در غیر این صورت از دست میدادید، بازیابی کنید.
برای زمینه گستردهتر خواص مواد پشت این بدهبستانهای نوری، به ... مراجعه کنید. راهنمای کامل خواص سیلیکون.
“درجه نوری” واقعاً چه چیزی را برای شما به ارمغان میآورد؟
درجه نوری مجموعهای از خواص است که هر کدام به طور متفاوتی اندازهگیری میشوند و هر کدام به طور متفاوتی در تولید از دست میروند. این درجه در داخل لایه گستردهتر قرار دارد. خواص فیزیکی سیلیکون بحث، اما قطعات نوری خطاهای کوچک فرآیند را به طور قابل توجهی بیشتر از اکثر اجزای قالبگیری شده مجازات میکنند.
| ویژگی | محدوده درجه نوری | روش آزمون | چرا مهم است؟ |
|---|---|---|---|
| عبور نور | >91% (باند مرئی) | ASTM D1003 | نور کامل از طریق قطعه |
| مه | <1–2% | ASTM D1003 | پراکندگی؛ آلودگی ملک ابتدا باعث مرگ میشود |
| ضریب شکست | ۱.۴۰–۱.۵۵ | ASTM D542 | استخراج نور / تطبیق RI |
| شاخص زردی | کم، پایدار در طول پیری | ASTM E313 / D1925 | تغییر رنگ در اثر گرما و اشعه ماوراء بنفش به مرور زمان |
ضریب عبور نور و شکست نور از علم شیمی ناشی میشوند: دیمتیل سیلیکونها در نزدیکی انتهای پایین RI قرار دارند و گروههای فنیل هم ضریب شکست را بالا میبرند و هم - در فرمولاسیونهای نوری - وضوح را در انتهای دمای بالا حفظ میکنند. از سوی دیگر، مهآلودگی و ضریب زردی، مواردی هستند که فرآیند و طول عمر، داستان واقعی را رقم میزنند.
ضریب شکست یک اهرم فرمولاسیون است
ضریب شکست چیزی است که خریداران اغلب آن را ثابت در نظر میگیرند، در حالی که در واقع یک ابزار است. دی متیل سیلیکون استاندارد حدود ۱.۴۱ است. افزودن محتوای فنیل آن را به ۱.۵۰، ۱.۵۴ و بالاتر میرساند.
این محدوده به یک دلیل وجود دارد. در کپسولهسازی LED، نوری که از یک تراشه نیمههادی با RI بالا خارج میشود، در هر فصل مشترکی که شاخص به شدت کاهش مییابد، راندمان خود را از دست میدهد. مطالعات مدلسازی نوری نیز این موضوع را بررسی میکنند. ضریب شکست مادهی پوششدار به عنوان یک متغیر استخراج نور مستقیم. یک سیلیکون فنیل با RI بالاتر، این عدم تطابق را کاهش میدهد و نور بیشتری را از بستهبندی جذب میکند. مسئله، هزینه و پیچیدگی فرمولاسیون است و گریدهای با فنیل بالا در پخت و پیرسازی رفتار متفاوتی دارند، بنابراین RI یک گزینه آزاد نیست. برای جنبه فرمولاسیون این بده بستان، ببینید که چگونه افزودنیها و فرآوری میتوانند اصلاح خواص سیلیکون. اما مشخص کردن “سیلیکون شفاف” بدون هدف RI به معنای نادیده گرفتن عملکرد استخراج نور است که کاربرد مورد نظر برای آن هزینه کرده است.
جایی که شفافیت برنده یا بازنده دارد: فرآیند
این موردی است که در برگههای اطلاعات قطعه نمیتوان به آن پرداخت، زیرا در قالب اتفاق میافتد. سیلیکون نوری به طور غیرمعمولی حساس است و بیشتر عیوب شفافیت به چهار نقطه فرآیند مربوط میشود.
مسمومیت با پلاتینیوم کیور
سیلیکون نوری با پلاتین پخته میشود - باید هم پخته شود، زیرا سیستمهای پراکسید محصولات جانبی و رنگ از خود به جا میگذارند. کاتالیزورهای پلاتین توسط آمینها، گوگرد، قلع (از جمله بقایای سیلیکون پخت تراکمی) و برخی پلاستیکها و چسبها مسموم میشوند. پخت مسموم، سطحی چسبناک و کدر یا پوستی پخت نشده باقی میگذارد. این رایجترین نقص نوری است و معمولاً از آلودگیهای بالادستی - دستکش، عامل آزادکننده، کار قبلی روی همان ابزار - ناشی میشود، نه از رزین. همچنین تشخیص آن پس از انجام کار سختترین است، زیرا گواهی مواد ورودی تمیز است.
حبس هوا و گاززدایی
حبابها و ریزحفرهها نور را پراکنده میکنند و مستقیماً به عنوان مه یا نقصهای قابل مشاهده خوانده میشوند. قالبگیری نوری نیاز به گاززدایی خلاء از ماده و اغلب یک قالب با کمک خلاء دارد. پروفیل تزریق و تهویه تعیین میکنند که آیا هوای محبوس شده در بخش لنز ضخیم ظاهر میشود یا خیر.
پرداخت سطح قالب
یک قطعه نوری فقط میتواند به اندازه حفرهای که آن را تشکیل داده شفاف باشد. ابزار به یک پرداخت صیقلی و با کیفیت نوری (سطح A یا بهتر از SPI) نیاز دارد و هرگونه خراش، علامت ابزار یا سایش به صورت پراکنده و با نسبت ۱:۱ به سطح قطعه منتقل میشود. نگهداری ابزار یک ویژگی نوری است، نه فقط یک ویژگی ظاهری.
کامل بودن درمان و تاریخچه حرارتی
پخت ناقص باعث ایجاد کدورت و چسبندگی سطحی میشود؛ پخت بیش از حد یا گرمایش ناهموار در مقاطع ضخیم میتواند باعث ایجاد تنش و رنگ شود. مقاطع نوری ضخیم به صورت غیرخطی پخت میشوند - قسمت بیرونی قبل از هسته ولکانیزه میشود و نقطه تشخیص، بررسی عبور/کدر بودن روی قطعه برش داده شده است، نه نگاه سطحی. اگر اصطلاحات مبهم است، این راهنما توضیح میدهد. پخت در مقابل ولکانیزاسیون در سیلیکون.
حلقه کنترل عملی به صورت درون خطی است: عبور و مه (ASTM D1003) روی قطعات نمونهبرداری شده تحت نور کنترلشده، به علاوه بررسی پخت. رانش شفافیت در یک حفره، نشانه اولیه آلودگی یا فرسودگی ابزار است، نه یک مشکل مادی.
زرد شدن و پیر شدن حرارتی به مرور زمان
اینجاست که سیلیکون جایگاه خود را پیدا میکند، و این یک ویژگی مبتنی بر زمان است، بنابراین مقایسهی روز صفر آن را پنهان میکند.
ستون فقرات Si-O برخلاف گروههای آروماتیک و کربونیل در اپوکسی و پلیکربنات، در نور مرئی یا نزدیک به فرابنفش جذب نمیشود. این پایداری از همان شیمی پوشش داده شده در ... ناشی میشود. خواص شیمیایی سیلیکون. ... تحت یک LED آبی پرقدرت - دمای اتصال بالا به علاوه شار طول موج کوتاه بالا - پوششهای اپوکسی در عرض صدها تا چند هزار ساعت زرد میشوند، و پوششهای نوری پلی کربنات تحت اشعه ماوراء بنفش پایدار، کدر و زرد میشوند. سیلیکون نوری تحت بار یکسان، عبور خود را به مدت بسیار طولانیتری حفظ میکند؛ یک مطالعه دسترسی آزاد در مورد ... سیلیکون نوری در معرض محیطهای خشن در معرض نور فرابنفش و آبی پایداری بالایی نشان داد، در حالی که شرایط گرما/نمک باعث تخریب شدیدتری شد. این را با رفتار گستردهتر فرابنفش و هوازدگی پلیمر ترکیب کنید.
مرز قابل ذکر این است: سیلیکون مصون نیست. در دماهای اتصال بسیار بالا، و بسته به محتوای فنیل و افزودنیها، میزان عبور نور به آرامی کاهش مییابد، و منحنی مهم است - دو کپسوله که در ساعت صفر خوانش یکسانی دارند، میتوانند تا ساعت ۳۰۰۰، چندین درصد از نظر عبور نور و شاخص زردی قابل مشاهده با هم اختلاف داشته باشند. مطالعات دمایی روی کپسولههای سیلیکونی شفاف نوری نشان میدهد که قرار گرفتن در معرض حرارت هنوز هم میتواند انتقال نوری را کاهش دهد, بنابراین، تعیین میزان عبوردهی حفظشده پس از یک پروتکل پیرسازی حرارتی تعریفشده، نه میزان عبوردهی اولیه، تنها راه صادقانه برای مقایسه است. جنبه حرارتی این موضوع مستقیماً به رفتار حرارتی آن درجه بستگی دارد.
مرزهای برنامه
جایی که ترکیب اپتیک و پایداری واقعاً مفید است:
- محفظه و لنزهای LED پرقدرت — تطبیق RI به علاوه مقاومت در برابر زردشدگی در دمای اتصال
- اپتیک روشنایی خودرو - اشعه ماوراء بنفش و گرما پایدار با نیاز به حفظ شفافیت در طول عمر خودرو
- راهنماهای نور پزشکی و اپتیک آندوسکوپ - شفافیت به علاوه زیست سازگاری و استریلیزاسیون مکرر
جایی که سیلیکون انتخاب اشتباهی است: کاربردهایی که به ضریب شکست بسیار بالایی فراتر از محدوده فنیل یا یک لنز سفت و سخت با ابعاد دقیق و تلرانس کانونی کم نیاز دارند. سیلیکون یک الاستومر است - انعطافپذیر است و این امر آن را صرف نظر از وضوح، از اپتیک سفت و سخت دقیق محروم میکند. خواص مکانیکی سیلیکون این بدهبستان را با جزئیات بیشتری توضیح دهید. برای آنها، شیشه یا یک پلیمر سخت ماده پایه است، گاهی اوقات با یک اپتیک ثانویه سیلیکونی.
چرا تیمها این را دست کم میگیرند
این خطا همیشگی است. شفافیت به عنوان یک عدد در برگه اطلاعات رزین در نظر گرفته میشود، بنابراین متغیرهای فرآیندی که در واقع آن را ایجاد میکنند - مسمومیت ناشی از پخت، گاززدایی، پرداخت ابزار - هرگز در مشخصات قطعه یا مکالمه با تأمینکننده مطرح نمیشوند. وقتی یک قطعه کدر یا چسبناک ظاهر میشود، غریزه این است که ماده را مقصر بدانیم، در حالی که علت تقریباً همیشه آلودگی یا ابزار است.
دومین اشتباه، قضاوت در مورد یک پوششدهنده بر اساس میزان عبوردهی در روز صفر است. تمام دلیل پرداخت هزینه برای سیلیکون نوری نسبت به اپوکسی، منحنی پیرشدگی است و این مزیت در مقایسه با قطعه نو، نامرئی است. تیمهایی که معیار پذیرش پیرشدگی حرارتی یا پیرشدگی فرابنفش را مشخص نمیکنند، دوام سیلیکون را بدون تأیید اینکه آن را به دست آوردهاند، میخرند.
سومی نادیده گرفتن ضریب شکست و سپس تعجب از اینکه چرا نور خروجی پایینتر از مدل اپتیکی آمده است. هیچکدام از اینها شکافهای شایستگی نیستند - آنها تفاوت بین خواندن مشخصات رزین و کنترل اپتیک قالبگیری شده هستند.
آنچه قبل از تأیید نمره نیاز دارم
قبل از اینکه درجهبندی نوری، سیستم پخت و فرآیند قالبگیری را انجام دهم، موارد زیر را ارسال کنید:
- عبور هدف و باند طول موجی که اهمیت دارد
- هدف ضریب شکست، یا سیستم تراشه/فسفر برای تطبیق
- دمای عملیاتی و اوج/اتصال، به علاوه ساعات سرویس مورد انتظار
- قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و هرگونه معیار پذیرش پیری/نگهداری
- هندسه قطعه، ضخیمترین بخش نوری و الزامات سطح/تحمل
- هرگونه مواد ثانویه، چسب یا عوامل آزادکننده در تماس - خطر مسمومیت با پلاتینیوم کیور باید قبل از اولین تزریق برطرف شود.
با اینها، میتوانم به شما بگویم که آیا گرید نوری دیمتیل یا فنیل مناسب است، قطعه به چه تمیزی و ابزاری نیاز دارد و چه پروتکل پیری باید برای پذیرش گیت در نظر گرفته شود. بدون دما، ساعات سرویس و مواد تماسی، عدد عبور اولیه، کوپن جدید را توصیف میکند، نه اپتیکی که شما تحویل خواهید داد.
