Ekipler, "optik sınıf silikonu" tıpkı bir veri sayfasından berraklık değeri satın alır gibi satın alıyorlar. 91%'nin üzerinde geçirgenlik, su berraklığı, tamam. İlk kalıplanmış parti, tezgah ışığı altında mükemmel görünüyor.
Sonra bulanıklık ortaya çıkıyor. Bir parti, presin bir bölmesinde hafif bulanık olarak çıkıyor. Gelen kontrolde su gibi berrak olan bir LED kapsülleme malzemesi, birleşim sıcaklığında 2000 saat sonra hafif sarımsı bir renk alıyor. Malzeme sertifikasında hiçbir şey değişmedi. Berraklık, reçinenin sabit bir özelliği değildi; parçanın nasıl kürlendiği, temiz tutulduğu ve yaşlandırıldığına bağlı bir sonuçtu.
Optik sınıfı silikon, >91% ışık geçirgenliği ve 1,40–1,55 arasında ayarlanabilir kırılma indisi sunar ve en önemli avantajı fototermal kararlılığıdır; epoksi ve polikarbonatın ısı ve mavi/UV ışığı altında bozulduğu sararmaya karşı dirençlidir. Ancak bu netlik bir işlem sonucudur. Kirlenme, kürleme tamamlanması, kalıp yüzeyi ve hava hapsi, veri sayfasındaki değerleri gerçekten elde edip edemeyeceğinizi belirler ve termal yaşlanma da bu değerleri koruyup koruyamayacağınızı belirler. İşte burada, tartışma ortamında açıklık kazanılır veya kaybedilir.
Yönetici Özeti
- Netlik, satın alınabilecek bir not değil, bir sürecin sonucudur. Aynı optik LSR, kürleme zehirlenmesine, gaz gidermeye ve takım yüzeyine bağlı olarak berrak veya bulanık parçalar üretir; reçine tavanı belirler, işlem sonucu belirler.
- Silikonun gerçek optik üstünlüğü, en yüksek netlik değil, zamandır. İlk günkü geçirgenlik, tüm kapsülleme malzemelerinde benzerdir; farklılık, binlerce saatlik ısı ve mavi ışıktan sonra ortaya çıkar; silikon geçirgenliğini korurken, epoksi/PC sarı renkte kalır.
- Kırılma indisi sadece bir teknik özellik değil, aynı zamanda bir tasarım unsurudur. Fenil içeriği kırılma indisini ~1,41'den 1,55+'a çıkarır; bunu LED çipi ve fosforla eşleştirmek, aksi takdirde kaybedeceğiniz ışık çıkarma verimliliğini geri kazanmanın yoludur.
Bu optik ödünleşmelerin ardındaki daha geniş malzeme özelliği bağlamı için, bakınız: Silikon özelliklerine dair kapsamlı kılavuz.
"Optik Kalite" Size Gerçekte Ne Kazandırıyor?
Optik kalite, her biri farklı şekilde ölçülen ve üretimde farklı şekillerde kaybolan bir dizi özelliğin kümesidir. Daha geniş bir çerçeve içinde yer alır. silikonun fiziksel özellikleri Tartışma konusu olsa da, optik parçalar küçük işlem hatalarını çoğu kalıplanmış bileşenden daha belirgin bir şekilde cezalandırır.
| Mülk | Optik sınıfı ürün yelpazesi | Test yöntemi | Neden önemli? |
|---|---|---|---|
| Işık geçirgenliği | >91% (görünür bant) | ASTM D1003 | Parçadan geçen toplam ışık |
| Pus | <1–2% | ASTM D1003 | Dağıtın; mülkteki kirlilik önce öldürür. |
| Kırılma indisi | 1.40–1.55 | ASTM D542 | Işık ekstraksiyonu / RI eşleştirme |
| Sararma indeksi | Düşük, yaşlanmaya karşı istikrarlı | ASTM E313 / D1925 | Zamanla ısı ve UV ışınlarına maruz kalma sonucu renk değişimi |
Geçirgenlik ve kırılma indisi kimyadan kaynaklanır: dimetil silikonlar düşük kırılma indisi ucunda yer alırken, fenil grupları hem kırılma indisini yükseltir hem de optik formülasyonlarda yüksek sıcaklık aralığında şeffaflığı korur. Öte yandan, bulanıklık ve sararma indeksi, işlem ve kullanım ömrünün asıl belirleyici olduğu noktalardır.
Kırılma İndeksi Bir Formülasyon Kaldıraçıdır
Optik özelliklerden alıcıların en sık sabit olarak değerlendirdiği ancak aslında bir araç olan kırılma indisi, standart dimetil silikonun yaklaşık 1,41 değerinde olduğu bir özelliktir. Fenil içeriğinin eklenmesiyle bu değer 1,50, 1,54 ve daha yüksek seviyelere çıkar.
Bu aralığın var olmasının bir nedeni var. LED kapsüllemesinde, yüksek kırılma indisine sahip bir yarı iletken çipten çıkan ışık, kırılma indisinin keskin bir şekilde düştüğü her arayüzde verimliliğini kaybeder; optik modelleme çalışmaları da bunu ele almaktadır. kapsülleme kırılma indisi, doğrudan ışık çıkarma değişkeni olarak. Daha yüksek kırılma indisine sahip fenil silikon, bu uyumsuzluğu azaltır ve paketten daha fazla ışık çıkarır. Bunun karşılığında maliyet ve formülasyon karmaşıklığı artar ve yüksek fenil içerikli silikonlar kürlenme ve yaşlanmada farklı davranır, bu nedenle kırılma indisi sınırsız bir ayar değildir. Bu dengenin formülasyon tarafı için, katkı maddelerinin ve işlemenin nasıl kullanılabileceğine bakın. silikon özelliklerini değiştirmek. Ancak, kırılma indisi hedefi belirtmeden "şeffaf silikon" ifadesini kullanmak, uygulamanın ödeme yaptığı ışık emme performansını göz ardı etmek anlamına gelir.
Netliğin Kazanıldığı veya Kaybedildiği Yer: Süreç
Bu, kalıplama sırasında meydana geldiği için teknik veri sayfalarında yer almayan bir kısımdır. Optik silikon alışılmadık derecede hassastır ve çoğu şeffaflık kusuru dört işlem noktasından kaynaklanır.
Platin-İyileştirici Zehirlenme
Optik silikon platinle kürlenir; peroksit sistemleri yan ürünler ve renk bıraktığı için bu gereklidir. Platin katalizörleri aminler, kükürt, kalay (yoğuşma kürlemeli silikon kalıntısı dahil) ve bazı plastikler ve yapıştırıcılar tarafından zehirlenir. Zehirlenmiş bir kürleme, yapışkan, bulanık bir yüzey veya kürlenmemiş bir tabaka bırakır. Bu, en yaygın optik kusurdur ve genellikle reçineden değil, üretim aşamasındaki kirlenmeden kaynaklanır - bir eldiven, bir ayırıcı madde, aynı alet üzerinde daha önce yapılan bir işlem. Ayrıca, gelen malzemenin sertifikası temiz olduğu için, sonradan teşhis edilmesi en zor olanıdır.
Hava Hapsedilmesi ve Gaz Giderilmesi
Kabarcıklar ve mikro boşluklar ışığı dağıtır ve doğrudan pus veya görünür kusurlar olarak algılanır. Optik kalıplama, malzemenin vakumla gazdan arındırılmasını ve genellikle vakum destekli bir kalıbı gerektirir; enjeksiyon profili ve havalandırma, hapsolmuş havanın kalın bir lens bölümünde görünüp görünmeyeceğini belirler.
Kalıp Yüzey Kaplaması
Optik bir parça, ancak onu oluşturan kalıbın netliği kadar net olabilir. Aletin cilalı, optik kalitede bir yüzeye (SPI A seviyesi veya daha iyisi) sahip olması gerekir ve herhangi bir çizik, alet izi veya aşınma, parçanın yüzeyine 1:1 oranında dağılım olarak aktarılır. Alet bakımı, sadece kozmetik bir özellik değil, optik bir özelliktir.
Kürleme Tamamlanması ve Termal Geçmiş
Yetersiz kürleme, kalıntı bulanıklık ve yüzey yapışkanlığı bırakır; aşırı kürleme veya kalın kesitlerde düzensiz ısıtma, gerilime ve renge neden olabilir. Kalın optik kesitler doğrusal olmayan bir şekilde kürlenir; dış kısım iç kısımdan önce vulkanize olur ve tespit noktası, yüzey incelemesi değil, kesit alınmış bir parçada geçirgenlik/bulanıklık kontrolüdür. Terminoloji net değilse, bu kılavuz açıklamaktadır. Silikonda kürleme ve vulkanizasyon arasındaki fark.
Pratik kontrol döngüsü hat üzerindedir: geçirgenlik ve pus (ASTM D1003(Kontrollü aydınlatma altında örneklenen parçalar üzerinde yapılan ölçümler ve kürleme kontrolü de dahil olmak üzere) Bir oyuktaki berraklık kayması, malzeme sorunundan ziyade kirlenme veya takım aşınmasının erken bir işaretidir.
Zamanla Sararma ve Isıl Yaşlanma
Silikonun önemi burada ortaya çıkıyor ve bu, zamana bağlı bir özellik olduğundan, sıfırıncı gün karşılaştırması bunu gizliyor.
Si–O omurgası, epoksi ve polikarbonattaki aromatik ve karbonil gruplarının yaptığı gibi görünür veya yakın ultraviyole ışınları absorbe etmez. Bu kararlılık, aşağıda ele alınan aynı kimyadan kaynaklanmaktadır. silikonun kimyasal özellikleri. Yüksek güçlü mavi LED altında — yüksek bağlantı sıcaklığı ve yüksek kısa dalga boylu akı — epoksi kapsüller yüzlerce ila birkaç bin saat içinde sararır ve polikarbonat optikler sürekli UV ışığı altında bulanıklaşır ve sararır. Optik silikon, aynı yük altında geçirgenliğini çok daha uzun süre korur; açık erişimli bir çalışmada bu durum gösterilmiştir. Zorlu ortamlara maruz kalan optik silikon UV ve mavi ışığa maruz kalma altında güçlü bir stabilite gösterirken, ısı/tuz koşulları daha ciddi bozulmaya neden oldu. Bunu, polimerin daha geniş UV ve hava koşullarına dayanıklılık davranışıyla birleştirin.
Belirtilmesi gereken sınır şudur: silikon bağışık değildir. Aşırı bağlantı sıcaklıklarında ve fenil içeriğine ve katkı maddelerine bağlı olarak, geçirgenlik yavaşça azalır ve önemli olan eğridir — sıfırıncı saatte aynı şekilde okunan iki kapsülleyici, 3000. saatte birkaç yüzde geçirgenlik ve gözle görülür bir sararma indeksi kadar farklılık gösterebilir. Optik olarak şeffaf silikon kapsülleyiciler üzerinde yapılan sıcaklık çalışmaları şunu göstermektedir: Isıya maruz kalma, optik geçirgenliği yine de bozabilir., Bu nedenle, tanımlanmış bir termal yaşlandırma protokolünden sonra korunan geçirgenliği belirtmek, ilk geçirgenliği değil, karşılaştırmanın tek dürüst yoludur. Bunun termal yönü, doğrudan kalitenin ısı davranışıyla bağlantılıdır.
Uygulama Sınırları
Optik ve stabilite kombinasyonunun gerçekten fayda sağladığı yerler:
- Yüksek güçlü LED kapsülleme ve lensler — Bağlantı sıcaklığında kırılma indisi eşleşmesi ve sararma direnci
- Otomotiv aydınlatma optiği — Araç kullanım ömrü boyunca sürekli UV ve ısıya dayanıklılık ve netliğin korunması gerekliliği
- Tıbbi ışık kılavuzları ve endoskop optiği — şeffaflık, biyouyumluluk ve tekrarlanan sterilizasyon
Silikonun yanlış seçim olduğu durumlar: fenil aralığının ötesinde çok yüksek kırılma indisi gerektiren uygulamalar veya sıkı odak toleransına sahip, boyut olarak hassas, sert bir lens. Silikon bir elastomerdir - esner ve bu da netlikten bağımsız olarak hassas sert optik uygulamalarında kullanılmasını imkansız kılar; silikonun mekanik özellikleri Bu dengeyi daha ayrıntılı olarak açıklayalım. Bunlarda, temel malzeme olarak cam veya sert bir polimer kullanılır, bazen de silikon ikincil bir optik eleman eklenir.
Takımlar Bunu Neden Hafife Alıyor?
Hata sürekli tekrarlanıyor. Reçine veri sayfasında berraklık sadece bir sayı olarak ele alınıyor, bu nedenle onu gerçekten üreten işlem değişkenleri (kürleme zehirlenmesi, gaz giderme, kalıp yüzeyinin düzeltilmesi) parça spesifikasyonuna veya tedarikçi görüşmesine asla dahil edilmiyor. Bulanık veya yapışkan bir parti ortaya çıktığında, içgüdüsel olarak malzemeyi suçluyoruz, oysa neden neredeyse her zaman kirlenme veya kalıplama işlemidir.
İkinci hata ise, bir kapsülleme malzemesini sıfırıncı gün geçirgenliğine göre değerlendirmektir. Optik silikonun epoksiye göre tercih edilmesinin asıl sebebi, yaşlanma eğrisidir ve bu avantaj, yeni bir parça karşılaştırmasında görünmezdir. Termal yaşlanma veya UV yaşlanması kabul kriteri belirtmeyen ekipler, silikonun dayanıklılığını hiç doğrulamadan satın alıyorlar.
Üçüncüsü ise kırılma indeksini göz ardı etmek ve ardından ışık çıkışının optik modelin altında kalmasının nedenini merak etmektir. Bunların hiçbiri yetkinlik eksikliği değildir; bunlar, bir reçine spesifikasyonunu okumak ile kalıplanmış bir optiği kontrol etmek arasındaki farktır.
Notumu onaylamadan önce nelere ihtiyacım var?
Optik kalite, kürleme sistemi ve kalıplama işlemine karar vermeden önce lütfen şunları gönderin:
- Hedef geçirgenliği ve önemli dalga boyu aralığı
- Kırılma indisi hedefi veya buna uygun çip/fosfor sistemi
- Çalışma ve en yüksek/bağlantı sıcaklığı, ayrıca beklenen hizmet saatleri.
- UV ışınlarına maruz kalma ve yaşlanma/tutunma kabul kriterleri
- Parça geometrisi, en kalın optik kesit ve yüzey/tolerans gereksinimi
- Temas halinde olan herhangi bir ikincil malzeme, yapıştırıcı veya ayırıcı madde varsa, ilk enjeksiyondan önce platin kürleme zehirlenmesi riski ortadan kaldırılmalıdır.
Bunlarla, dimetil veya fenil optik kalitesinin uygun olup olmadığını, parçanın hangi temizlik ve işleme gerektirdiğini ve kabul için hangi yaşlandırma protokolünün uygulanması gerektiğini söyleyebilirim. Sıcaklık, çalışma saatleri ve temas malzemeleri olmadan, ilk geçirgenlik değeri, sahada kullanacağınız optiği değil, yeni bir numuneyi tanımlar.
