Problemi fondamentali legati alla produzione di massa del PiG (fosforo in vetro) e strategie globali di mitigazione (punto 5)

Se il punto di rammollimento del vetro è troppo basso o il tempo di mantenimento ad alta temperatura è eccessivo, i corpi verdi non supportati collasseranno durante la sinterizzazione. Le pellicole sottili PiGF subiscono arricciamenti dei bordi e distorsioni dimensionali, che le rendono incompatibili con i chip LED o i substrati di illuminazione automobilistica.

Le rapide velocità di riscaldamento o raffreddamento, insieme a coefficienti di dilatazione termica non corrispondenti tra vetro e polveri di fosforo, generano stress termico interno che innesca microfessure e scheggiature dei bordi. La pressione di compattazione irregolare crea un gradiente di densità interna all'interno dei corpi verdi, portando alla delaminazione a causa del ritiro incoerente della sinterizzazione.

Le variazioni dei lotti nei rapporti di miscelazione delle polveri e nella densità compattata del corpo verde causano un restringimento irregolare in lunghezza, larghezza e spessore dei prodotti finiti, con conseguenti dimensioni fuori specifica.

Posizionare i corpi verdi su piastre piane di allumina ad alta purezza e utilizzare stampi limitanti durante la sinterizzazione. Le pellicole ultrasottili di PiGF saranno trasportate da substrati di zaffiro per limitare il flusso ad alta temperatura. Adottare sistemi di vetro con temperatura di rammollimento più elevata per migliorare la rigidità strutturale alle alte temperature.

Applicare un riscaldamento lento a bassa temperatura a 1~3°C/min per rimuovere completamente l'umidità e i leganti organici. Implementare il raffreddamento lento multistadio dopo la sinterizzazione con una velocità di raffreddamento ≤5°C/min. Abbina i coefficienti di dilatazione termica della matrice di vetro e delle polveri di fosforo per ridurre al minimo lo stress termico interfacciale.

Unificare il peso di riempimento della polvere, il profilo di rampa della pressione e la durata del mantenimento della pressione; calibrare regolarmente la pressione della pressa idraulica. Utilizzare polvere granulata per migliorare l'uniformità della densità dei corpi verdi e controllare la fluttuazione del ritiro entro meno dell'1%.