LED的蓝紫光,竟与它有关?

蜡烛、火把、灯具,人类自古以来一直在寻找照亮世界的工具。在漫长的照明工具发展过程中,经历了三次革命,分别是钻木取火的火时代、爱迪生发明电灯的电时代、以及节能环保的半导体照明——LED时代。

作为日常必不可少的LED灯,我们常常会使用类似于太阳光的自然光或类似荧光灯的白光。而有些时候,发着蓝紫光的LED灯(例如执行特殊任务,打着蓝色闪光警示灯的车辆),它的颜色就是靠镓产生的。

在看到公司名称时,大家自然会认为铟泰公司是铟金属、焊锡膏、预制焊片、化合物和化学溶剂的制造商和供应商。同时,铟泰公司也是镓的主要供应商。

镓在30℃熔化,其与铟和锡的合金熔化温度低至-19°C。

门捷列夫在发展元素周期表时,于1871年预言了镓的存在,比镓的发现早了四年。令人印象深刻的是,他还预测了这种有趣金属的许多物理性质。

今天,我们的生活在许多方面受到镓的影响;最常见的是发光二极管(LED)。大多数白光LED使用氮化镓产生蓝光或紫光,在增加荧光涂层后会使其产生白光。

《Physics Today》最近的一篇文章描述了关于镓的许多独特而有趣的性质。这篇文章是由北卡罗来纳州立大学教授Michael Dickey撰写的。

Dickey指出镓的熔点是30°C、 略高于室温。当与铟和锡形成合金后,熔点骤降到-19°C。因此,镓及其合金可以取代汞作为液态金属,并且具有镓及其铟/锡合金无毒的优点。镓也是少数几种像水一样可以在冰点上膨胀的物质之一。与有毒的汞不同,它的蒸气压很低。Dickey指出,镓的高表面张力、低黏度和其他特性使它成为一种在未来可能会有许多其他用途的材料。

Dickey讨论了镓的许多用途,其中最突出的是可拉伸金属丝。如果镓填充了一个空心的弹性纤维,形成的导线可以拉伸并保持其导电性。拉伸仅受弹性体拉伸能力的限制。

在铟泰公司,导热界面材料中也含有镓:

液态金属

几个非常低熔点Indalloy®合金在室温下为液态。这些镓基合金正在越来越多的用于各种应用,以替代有毒的汞,后者在室温下具有很高的蒸气压。需镓基合金比汞具有更低的毒性和更低的蒸气压。

【优良的导热性和导电性】在室温下为液态的合金体系具有很高的导热率,远远优于普通的非金属液体,因此这些材料被用于特定的导热和/或散热应用。这些液态合金系统还具有固有的高密度和导电性等优点。

【在金属和非金属表面的非凡润湿能力】一旦充分去除基材表面的氧化物,这些液态合金将润湿大多数金属表面。不过需要注意的是,镓哪怕在室温下也能与某些金属发生快速反应。

在高温下,镓溶解大多数金属。而在中等温度下,包括钠、钾、金、锰、铅、镍和汞在内的许多金属仅微溶于镓。

镓和镓合金(如铟镓合金)具有润湿许多非金属表面(如玻璃和石英)的能力。轻轻地将镓合金摩擦到表面上将有助于促进润湿。

注意:这些合金会形成薄薄的、无光泽的氧化皮,它在轻度搅拌下易于分散。无氧化物时,表面明亮有光泽。

【应用领域】这些材料的典型应用包括恒温器、开关、气压计、传热系统以及热冷却和加热设计。它们可用于在非金属和金属表面之间传导热和/或电。

m2TIM

m2TIM是一种独特的固/液混合的导热界面材料。

将液态金属与固态金属焊片结合在一起,可提供可靠的导热性,同时消除了对可焊接表面的需求。它是铟泰公司新推出的系列产品。

InGa和InGaSn合金在室温下为液态。使用这类合金可提供优异的导热性能,但是需限制它的流动性。

在工艺中引入固态焊料(预成型焊片),可以使材料吸收液体并提供必要的限制,同时又不影响导热性。

这种混合方法可提供出色的表面润湿性和低界面阻抗,并消除了液态合金在使用中被抽干的风险。

已知金属导热界面材料(TIM)具有比任何非金属更高的各向同性导热率。金属通过其价电子传导热和电。这种非常有效的传导机制是液态以及固态金属和合金的一种特性。

除了所有金属所具有的高热导率外,液态金属还表现出较低的界面阻抗,从而确保它们可以快速散热。散热是保持半导体和功率器件的寿命和可靠性的关键。TIM1和TIM2应用中都可使用液态金属。

Ronald C.Lasky, PhD, PE铟泰公司高级技术专家 他在IBM、Universal Instruments和Cookson Electronics的电子和光电包装领域拥有30多年的经验。

Lasky博士撰写了六本书,并为科学、电子学和光电子学领域的其它九本书做出了贡献,同时还撰写了许多技术论文。拥有众多专利,并且是与成本估算、生产线平衡和过程优化有关的多种SMT处理软件产品的开发人。他是行业认证考试的共同创建者,为全球电子组装行业树立了标准。

原文摘自“铟泰公司”

上一篇:ABB PixelPaint荣获机器人自动化发明与创业奖

下一篇:X 射线和 X 射线管简史