以二氧化鈦奈米粒子摻雜環氧樹脂以提升封裝後 以二氧化鈦奈米粒子摻雜環氧樹脂以提升封裝後 以二氧化鈦奈米粒子摻雜環氧樹脂以提升封裝後 以二氧化鈦奈米粒子摻雜環氧樹脂以提升封裝後
藍色發光二極體之壽命 藍色發光二極體之壽命 藍色發光二極體之壽命 藍色發光二極體之壽命
楊智詠楊智詠
楊智詠楊智詠 王泰元王泰元王泰元王泰元 崑山科技大學電子工程系 台南縣永康市大灣路949號
摘要 摘要 摘要 摘要
將二氧化鈦(TiO
2
)奈米粒子摻入環氧樹脂(Epoxy)中，並封裝已經完成固晶、打線之藍色發光二 極體(LED) ，討論固晶膠摻入二氧化鈦奈米粒子對LED散熱的影響。二氧化鈦摻入環氧樹脂的配置，包括有1 wt%、3 wt%、5wt%及Pure Epoxy等方式。結果發現，當二氧化鈦奈米粒子佔環氧樹脂之重 量百分率為5%，可讓藍色發光二極體獲得較高的飽和電流，及增加藍色發光二極體元件壽命，該 封裝後的藍色發光二極體在1100 mA操作電流下，光輸出通量達27.136 lm；未摻雜二氧化鈦之藍色 發光二極體在800 mA操作電流下，光輸出通量為22.794 lm。
結論與討論 結論與討論 結論與討論 結論與討論
中國材料科學學會 P01 - 122
結論與討論 結論與討論 結論與討論 結論與討論
圖1. 利用掃描式電子顯微鏡檢 視二氧化鈦奈米粉末，其粒徑 約20 nm~40 nm
Silicone
Epoxy+TiO 2
圖2 封裝後LED結構示意圖，使用二 氧化鈦摻雜於環氧樹脂固晶膠。
0 200 400 600 800 1000 1200
60 70 80 90 100
L ig h t O u tp u t (% )
Time (hr)
1 wt%3 wt%
5 wt%
Pure Epoxy
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0
8 16 24 32
L u m in o u s F lu x ( lm )
Operating Current (mA)
1 wt%3 wt%
5 wt%
Pure Epoxy
結論 結論 結論 結論
已成功地將二氧化鈦奈米粉末，摻入環氧樹脂固晶膠用於藍色發光二極體，包括有1 wt%、3 wt%、
5wt%及Pure Epoxy等方式，當二氧化鈦奈米粒子佔環氧樹脂之重量百分率為5%，可讓藍色發光二極 體獲得較高的飽和電流，及增加藍色發光二極體元件壽命，該封裝後的藍色發光二極體在1100 mA操 作電流下，光輸出通量達27.136 lm；相較於未摻雜二氧化鈦之藍色發光二極體在800 mA操作電流下，
光輸出通量為22.794 lm。結果顯示，飽和電流提升了300 mA與光輸出通量有19%的提升。推算平均 故障時間(MTTF)，當二氧化鈦奈米粒子佔環氧樹脂之重量百分率為5%時，預測光輸出通量衰減達 50%時為3200小時；相較於未摻雜二氧化鈦之藍色發光二極體，光輸出通量衰減達50%有550小時的 提升。由於二氧化鈦摻雜於環氧樹脂之固晶膠，可提升環氧樹脂散熱能力，如果固晶膠材摻雜過多 二氧化鈦奈米粉末，反而會增加固晶的困難及降低固晶膠材之黏性，因此在固晶用膠體中，適度加 入二氧化鈦奈米粉末，確實可以有效提高藍色發光二極體的散熱及壽命。
誌謝 誌謝 誌謝 誌謝
感謝經濟部科專計畫TDPA 97-EC-17-A-07-S1-105對本研究提供部份的經費補助。
Time (hr) Operating Current (mA)
圖4 不同二氧化鈦比例摻雜於環氧樹脂固晶 膠之發光二極體，在0~1500 mA操作電流 下之光通量曲線。
圖3 不同二氧化鈦比例摻雜於環氧 樹脂之固晶膠，發光二極體壽命衰 減測試曲線圖。mA，Room Temp.) (@350
