《電場與熱場調控下無模具LED透鏡成型技術研究》是依託武漢大學，由鄭懷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電場與熱場調控下無模具LED透鏡成型技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭懷
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
透鏡是大功率LED封裝的關鍵部件，透鏡成型質量直接決定LED器件光型與光效。本項目利用電場與熱場耦合調控原理，提出一種新型無模具LED透鏡成型技術，滿足大功率LED先進封裝需求。圍繞理解電場與熱場調控封裝膠流動行為機制，獲得新型透鏡成型工藝參數，本項目主要研究內容包括：（1）建立電場-熱場-多相流耦合流動模型，系統地研究封裝膠在電場和熱場作用下的流動行為與形貌演變規律；（2）採用數值分析與實驗相結合的手段進行電場與熱場耦合調控下LED透鏡成型技術探索與工藝最佳化；（3）新技術在LED路燈與背光模組透鏡成型中套用與評估。目前，LED已廣泛套用於各種照明領域，隨著LED器件朝著高密度、高可靠與高性能發展，迫切需要開發形貌靈活可控的透鏡成型技術。項目實施為大功率LED透鏡製備技術研發開闢了新思路，有效推動LED封裝技術與半導體照明技術發展。
結題摘要
封裝膠塗覆與成形是LED封裝的關鍵。傳統封裝膠塗覆工藝嚴重依賴於昂貴的封裝設備，顯著增加了LED封裝工藝的成本。發展高性能、低成本LED封裝技術對封裝膠塗覆工藝創新提出了迫切要求。本項目從封裝膠塗覆工藝中流體流動的物理本質出發，探索了基於電場與熱場耦合作用封裝膠流動行為及調控方法；針對LED封裝中透鏡成形和螢光粉塗覆提出了新加工方法。具體研究內容包括： （1）建立基於靜電-水平集兩相流流體流動的多物理場耦合分析模型，並開展了系統實驗研究；揭示了電場作用下，聚合物形貌變化分為微小變形、穩定增長和突變增長三個階段。電場強度和材料物性參數影響聚合物流動規律，其中電壓大小、電極間距、聚合物膠體初始高度、和溫度載荷是電場作用下形貌調控的關鍵影響因素。 （2）針對複雜形貌透鏡加工，通過理論最佳化得到，平板-平板電極實現錐形膠體形貌，圓環-平板電極實現扁平膠體形貌，非對稱圓柱-平板電極實現非對稱膠體形貌的技術方案，光學實驗驗證加工透鏡具有良好的光學特性。 （3）通過電場與熱場作用下調控螢光粉膠表面形貌方法，發展了加工懸鏈線柱形結構的螢光粉塗覆工藝，實現了模組理想的空間顏色均勻性。 （4）基於電場調控封裝膠形貌，提出了一種結合螢光粉導電玻璃和調控透鏡表面形貌實現LED光色調節技術，實驗驗證該技術具有良好的光色調節性能。 （5）發現了離子風作用下聚合物圖形化現象，開展了離子風作用下實現聚合物矽膠圖形化的實驗，揭示了離子沉積是聚合物圖形化的作用機制。 （6）基於離子風作用下的聚合物圖形化，提出了LED光提取封裝膠結構加工和螢光粉保形塗覆新方法。 通過本項目電場與熱場耦合作用下封裝膠流動過程及成形工藝研究，為發展LED封裝技術提供了新思路，同時電場作用下的流體流動過程的探索，特別是離子風作用下的聚合物圖形化機理研究，豐富了電流體領域理論知識。
