LED照明產品或將步入納米時代 擴大產品應用空間

2021-01-07 電子產品世界

在談LED照明前,先就納米材料做一解釋。納米是長度單位,即10-9m。人體細胞大小介於5微米至20微米。1微米等於1000納米,大約等於頭髮直徑的百分之一。這些納米顆粒可同時裝載各種東西,例如量子點和藥物。量子點是非常細微的半導體材料。當半導體材料被縮小至非常非常細小、直徑只有幾個納米大小的顆粒時,這些顆粒的特性出現很大的變化,變得很像原子。科學家把它們稱為量子點或人工原子。納米材料又稱為超微顆粒材料,由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒,一般是指尺寸在 1~100nm間的粒子,是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域,從通常的關於微觀和宏觀的觀點看,這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統,是一種典型人介觀系統,它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒(納米級)後,它將顯示出許多奇異的特性,即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/222027.htm

中性水基納米二氧化鈦(TiO2)納米溶膠,無毒無害,粒子尺度在0.1-100nm,為介電陶瓷材料具有相當高的電阻係數,薄膜的電阻介於 106~1011Ω,因此在一般狀況下,介電陶瓷也常被視為絕緣體。所以只要將中性水基納米二氧化鈦(TiO2)溶膠塗布於基材表面且有一定厚度時(膜層厚度為1nm-1μm),其絕緣性將會表現出來,又因可以形成一高介電層,可以改善閘間電場分布特性,又由於納米二氧化鈦的緊密堆積可使在空氣中加速的電子減少,因而減少對絕緣層的破壞。具有防靜電、耐汙易潔、防止粉塵沾附、抑制和減少基材表面靜電荷產生、預防電器品電子電路塵爆及絕緣等特點。目前大多數LED燈板製造商會使用凡立水作為絕緣漆,凡立水的熱傳導效率遠不及納米二氧化鈦,商用型凡立水目前可以在200oC級以上的並不多,對LED燈板的散熱卻造成負面影響。而且近年來對材料的特性也要求日益嚴苛,如抗溼性、抗化性、抗溶劑性、抗熱性以及環保要求等,因此凡立水已漸漸不敷使用,且一般的凡立水成分多為樹酯,黏度較大,如果要降低黏度需使用專用溶劑或有機溶劑,對於操作人員及環境有潛在性的影響。

製備絕緣印刷電路板,操作方法採用提拉法,具體操作過程如下:

(1) 將印刷電路板表面用超聲波清洗,可再以電子紅外線烘乾基材。並可配備獨特的拋動、旋轉等清洗工藝使工件表面各面更加潔淨乾淨後,再浸泡在中性水基納米二氧化鈦(TiO2)溶膠中。

(2) 使用超聲波將該溶膠充分布滿在基板與電子零器件間隙中,5分鐘後以提拉法將印刷電路板垂直提起至脫離液面。這樣就可以在PC板外表面附著一層溶膠膜。

(3) 將塗布完成的電路板置入100℃的烘箱內,30分鐘後乾燥成膜。



(4) 將印刷電路板放置於水中,並接通印刷電路板的電源使通電,觀察印刷電路板仍能正常運作。以相同方法測試未經絕緣處理的印刷電路板,發現印刷電路板在水中發生短路無法運作。(見Fig.1及Fig.2)納米微粒由於小尺寸效應使它具有常規大塊材料不具備的光學特性,如光學非線性、光吸收、光反射、光傳輸過程中的能量損耗等都與納米微粒的尺寸有很強的依賴關係。由微觀觀點,物體表面通常是不平坦的,因此光線入射至不平整的表面時,有一部份的光會產生散射現象,此為透明物體透光性不佳的主因。



Fig.3 TiO2納米材料處理前後變化(材質為光碟片),左邊是透明基板塗布二氧化鈦前,而右邊則是透明基板塗布二氧化鈦後。



Fig.4 TiO2納米材料處理前後變化(材質為光碟片),上圖表示處理前反射率平均值8.85,下圖表示處理後反射率平均值5.24。

利用納米材料,可改善表面粗糙度,使得散射率下降造成原來被散射出介質的光線變成穿透介質,因而提高透光度,處理前後比較如圖Fig.3(一般約提高3 %~7%)。搭配TiO2在基材表面塗布處理流程,可降低介質材料的相對摺射率,使得整體反射率下降(見Fig.4);特別要強調的是,反射率雖下降 3.5%,但反射率相對質則下降40%以上。目前市場上現有的透鏡其材質良莠不齊,透光率不佳且鏡面不平整容易造成光散射,影響到LED光輸出及光分布等效果。根據上述資料顯示,在LED專用透鏡表面塗布TiO2,即可改善有機玻璃透鏡的發光效率及光分布。納米TiO2可經處理後鍍覆於基材表面上,形成薄膜,利用TiO2的超親水性,可進行表面自我潔淨過程。光觸媒吸收光線能量後,除了在表面產生氧化性活性物質,以及氧化分解


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