Процесс мощного светодиодного пакета сложный, а структура громоздкая. Светодиодные пакетные технологии влияет на производительность и жизнь светодиодов. В последние годы, Технология светодиодной упаковки была горячим исследовательским проектом. Многие крупные компании инвестировали много человеческих и материальных ресурсов в исследования. Технология светодиодной упаковки была значительно улучшена, Особенно исследование мощного белого светодиода было более глубоким, и были получены различные процессы светодиодной упаковки.
Функции светодиодной упаковки в основном включают:
- Усилить прочность и стабильность светодиодов и повысить надежность светодиодов
- Увеличьте рассеивание тепла, чтобы снизить температуру соединения чипсов и повысить производительность светодиодов;
- Увеличьте управление выходом света, Повышение эффективности выхода света и оптимизируйте распределение пучка;
- Укрепление управления электроснабжением, Оптимизировать управление источником питания, и повысить эффективность конверсии DC / Атмосфера;
Выбор методов светодиодного пакета, материалы, структуры и процессы в основном зависят от многих факторов, таких как структура пластин, Оптоэлектронные/механические характеристики, конкретные приложения, и стоимость. После большего 40 годы развития, Упаковка светодиодов имела опыт работы с такими этапами разработки, как тип кронштейнов (Светодиод), Тип патча (SMD LED), и силовая светодиода (Силовая светодиода). С увеличением мощности чипа, Особенно спрос на разработку технологии твердотельного освещения, Новые и более высокие требования выдвигаются на оптическую, тепло, электрические и механические структуры светодиодного пакета. Чтобы эффективно снизить тепловое сопротивление упаковки и повысить эффективность извлечения света, Мы должны принять новые технические идеи в дизайне пакета.
Ключевая технология мощного светодиодного пакета
Светодиодная упаковка высокой мощности включает оптическую, тепло, электрические и другие поля, а также структуру дизайна и Производственная технология. Эти факторы независимы и влияют друг на друга. Светодиодный пакет уменьшает показатель преломления света, улучшает скорость прохождения света, снижает сопротивление материалов, уменьшает нагрев светодиодов и уменьшает энергопотребление светодиода. Для достижения этих целей, Нам нужен лучший производственный процесс и лучший дизайн. Улучшение этих свойств является воплощением уровня пакета светодиодов. Дизайн чипа тесно связан с дизайном светодиодной упаковки. Мы должны рассмотреть, какой процесс упаковки и структура упаковки использовать в дизайне чипов. В противном случае, После завершения производства чипов, Структура чипа может быть отрегулирована из -за потребностей упаковки, который продлевает продукт r & D Цикл и стоимость процесса, И иногда даже приводит к несоответствию между процессом упаковки светодиодной упаковки и чипом и сбоем светодиодного пакета.
Процесс упаковки с низким тепловым сопротивлением
Теоретическая эффективность светодиода очень высока, Но существующая эффективность светодиодного освещения только о 20%, и 80% электрической энергии будет преобразована в тепло. Светодиодная лампа имеет небольшой объем и небольшая область чипа. Тепло рассеяние светодиодной лампы является ключевым рассмотрением светодиодного пакета. Светодиодный режим рассеяния тепла, График рассеяния тепла, Выбор упаковочного материала, Сильное рассеяние тепла, Граам -конструкция, и т. д..
Термическое сопротивление светодиодной упаковки в основном включает в себя внутреннее тепловое сопротивление и термическое сопротивление материалов. (Нагревать субстрат и структура радиатора). Субстрат рассеивания тепла поглощает тепло, генерируемое пластиной, и передает тепло в радиатор. Радиатор передает огонь в воздух. Светодиод переносит тепло пластины через подложку для рассеивания тепла и радиатора. Материалы, используемые для субстратов тепловой рассеивания, в том числе керамика (такие как Al2O3, айн, Sic), металлы (такие как алюминий, медь), кремний и композиты.
Чтобы решить рассеяние тепла мощных лампочек, Производственный процесс мощного светодиода относительно сложный. Нам нужно вместе посадить светодиодный чип и соответствующий субстрат рассеяния тепла. Он интегрирует водитель, Цепь компенсации управления, Схема защиты с живописной точкой и эвтектической сварки на подложке. Субстрат рассеяния тепла имеет простую структуру и высокую теплопроводность материала, что значительно улучшает характеристики рассеяния тепла и решает проблему рассеяния тепла мощного светодиодной упаковки.
Обработка интерфейса упаковки является еще одним важным фактором для решения проблемы рассеяния тепла. Правильная обработка интерфейса значительно улучшит эффект рассеивания тепла, и интерфейс упаковки оказывает большое влияние на тепловое сопротивление. Интерфейс упаковки находится в хорошем контакте при комнатной температуре. При высокой температуре, Подложка будет слегка сгибаться с высокой температурой, в результате пробела между интерфейсом и интерфейсом, который повлияет на связь и местное рассеяние тепла.
Точка оптимизации светодиодной упаковки заключается в уменьшении контактной тепловой сопротивления между интерфейсами и усилению рассеивания тепла. Тепловой интерфейс (ТИМ) это интервал между пластиной и тепловой подложкой. Выбор материала TIM очень важен. Тим обычно используемые материалы являются проводящими клея и термически проводящего клея, которые имеют плохую теплопроводность, Обычно 0,5-2,5 Вт/мк. Проводящий клей TIM будет включать термически проводящие наночастицы, чтобы снизить тепловое сопротивление границы раздела.
Структура и процесс упаковки с высокой скоростью извлечения света
Свет, созданный светодиодом, принесет большие потери при отправке снаружи. Эти потери в основном в трех аспектах: Дефекты внутренней структуры пластины и поглощение некоторых фотонов материалом пластины; Потеря отражения, вызванная большим показателем преломления прозрачного клейкого слоя, когда фотон не по цвету; Общая потеря отражения, вызванная углом теплового излучения фотонов, попадающих в прозрачный клейкий слой, больше, чем общий угол отражения общего отражения. Жаль, что многие фотоны теряются, когда излучаются из чипа навсегда.
Клейт на поверхности пластины имеет относительно высокий показатель преломления, который уменьшит потерю фотонов на границе раздела и увеличит коэффициент пропускания. Поскольку горшечный клей окутает пластину, Клей для горшков должен иметь механический эффект защиты на пластину. Поэтому, Клей для горшков должен иметь не только высокий показатель преломления и световой пропускной, но также имеют хорошую стабильность и текучесть. Чтобы улучшить срок службы светодиода и уменьшить затухание светодиода, Клей для горшков должен иметь характеристики низкого поглощения влаги и сопротивления старению.
В настоящий момент, обычно используемые клей. Силиконовый клей имеет низкую гигроскопичность, низкий стресс, Хорошая тепловая стабильность, Высокий коэффициент пропускания и высокий показатель преломления. Это имеет очевидные преимущества перед эпоксидной смолой. Наиболее мощный светодиодный пакет использует силиконовый клей, Но стоимость намного выше, чем эпоксидная смола. Хотя силикагель обладает хорошей стабильностью и пропусканием света, Его производительность связана с температурой внешней среды. С повышением температуры, Тепловое напряжение внутри силикагеля увеличится, и показатель преломления уменьшится, который увеличит потерю рефракции фотонов и общего отражения и повлияет на однородное распределение интенсивности света.
Роль фосфоров состоит в том, чтобы объединить свет и цвет, образуя белый свет. Свойства фосфоров включают размер, форма, стабильность, Скорость света и коэффициент конверсии. Основными индексами производительности являются светящаяся скорость и коэффициент конверсии. Исследования показали, что по мере повышения температуры, Квантовая эффективность фосфора уменьшается, Выход света уменьшается, и длина волны радиации также изменится, что вызовет цветовую температуру и хроматность белого приводило к изменению. Более высокие температуры также ускорят старение фосфора. Покрытие фосфора обычно использует фосфор и силиконовый или эпоксидный. Выдающейся проблемой является плохое рассеяние тепла. При воздействии высокотемпературного излучения или пурпурного и ультрафиолетового излучения, он поглотит слишком много тепла и возраста, Снижение сияющей эффективности фосфора.
Кроме того, Есть также проблемы с термической стабильностью клей и фосфоров при высоких температурах при высоких температурах. Поскольку размер обычно используемых фосфоров выше 1 мкм, показатель преломления больше или равен 1.85, в то время как показатель преломления силикона, как правило, вокруг 1.5. Показатель преломления двух материалов разные. Когда свет проходит через флуоресцентные частицы порошка, преломление и полное отражение произойдет, который образует рассеяние света на макроуровне, снижает эффективность выхода света и влияет на распределение интенсивности света. Включив нано-фосфор в кремниевый гель, показатель преломления может быть увеличен до более 1.8, рассеяние света может быть уменьшено, Эффективность выхода светодиодного света (10%-20%) можно улучшить, и качество света может быть эффективно улучшено.
Трудно точно контролировать толщину покрытия фосфора, в результате неравномерного светодиодного освещения, легкие пятна, и цвет некоторых областей облучения синий или желтый. Чтобы решить эту проблему, Многие компании предприняли разные попытки. Технология конформного покрытия, разработанная Mokolight Company, может решить проблему равномерного охвата фосфора и равномерного распределения светодиодного света. Однако, Существует проблема рассеяния света в процессе конкретного использования, и скорость выхода света уменьшится. Научно -исследовательский институт Rensselaer США предложил метод извлечения рассеяния фотонов-Метод извлечения рассеянного фотона (Сфера). Размещение фокусирующего объектива на поверхности пластины, и размещение стеклянного листа, содержащего фосфор, рядом с фокусом линзы, может повысить эффективность передачи света.
В общем, Чтобы повысить эффективность и надежность светодиодного света, Слой инкапсулянтов имеет тенденцию постепенно заменять прозрачным стеклом или стеклянным керамическим с высоким показателем преломления. Добавляя или покрывая порошок фосфора на стеклянную поверхность, это улучшит не только однородность фосфора, и эффективность упаковки улучшается.
Массивная упаковка и технология интеграции системы
После многих лет развития, Светодиодный механизм и технология упаковки пережила бесчисленные изменения, а у других есть четыре итерации подрывной технологии.
- Ведущий тип (Лампа) Светодиодный пакет
Пакет PIN-типа представляет собой структуру пакета A3-5 мм общего использования. Обычно используется в светодиодных пакетах с низким током (20-30мА) и низкая мощность (менее 0,1 Вт). В основном используется для дисплея или индикации прибора, и также может использоваться в качестве экрана дисплея во время крупномасштабной интеграции. Недостатком является то, что у пакета большое тепловое сопротивление (как правило, выше 100 тыс./Вт) И короткая жизнь.
- Поверхностное крепление (СМД) Тип пакет(SMT LED Package)
Technology SMT LED Package Technology - это технология упаковки, которая может сдавать электронные компоненты в назначенное положение электронного платы. Конкретно, Используйте конкретный инструмент или оборудование, чтобы выровнять штифты чипсов с картиной земли, предварительно покрытой клейкой и паяльной пастой., а затем прямо установите его на поверхности печатной платы без сверления монтажных отверстий. Следующий, Мы можем твердо исправить электронные компоненты на электронном плате через пайку или волновую пайку, И в этом процессе мы можем полностью использовать характеристики электронных компонентов. Технология SMT имеет преимущества высокой надежности, Хорошие высокочастотные характеристики, и легкая автоматизация. Это самая популярная технология упаковки и процесс в области электроники.
- Чип-набор (COB) Светодиодный пакет
Покачка - это английская аббревиатура Чип на борту (Чип на борту). Это своего рода светодиодный чип, который непосредственно вставлен к плате печатных плат через клей или припой, И использование технологии упаковки проволоки может помочь реализовать электрическую взаимосвязь между чипом и платой печатной платы. Выбор материала печатной платы зависит от использования светодиодов. Если он используется в важных местах, он может принять высокую стоимость. ПХБ должна использовать дорогостоящие технические материалы или керамические материалы с хорошей теплопроводности (такие как алюминиевый субстрат или керамический субстрат с медью, и т. д.); PCB может использовать FR-4 (эпоксидная смола, усиленная стеклянным волокном) Как материал, если он используется в неважных местах, которые имеют низкие требования к производительности и чувствительны к стоимости.
Для проволочной связи, он может использовать термосонную связь при высокой температуре (Связывание мяча с золотой проволокой) и ультразвуковая связь при нормальной температуре (Алюминиевый клиновый склеивание). Технология COB может не только эффективно снизить тепловое сопротивление упаковки, но также улучшить плотность мощности светодиодной упаковки. Теперь упаковка мощных многопрофильных массивовых светодиодов в основном использует технологию COB.
- Система упакована (Глоток) Светодиодный пакет
В последние годы, Чип -упаковка - это новый способ удовлетворить потребности системы упаковки чипов. Технология светодиодной упаковки SIP может не только собирать несколько светодиодных чипов в одном пакете, но также интегрируйте различные электронные компоненты вместе, чтобы собрать полную и многофункциональную систему. По сравнению с другими упаковочными конструкциями, SIP более склонен к сложной интегрированной упаковке цепи, Не просто простая светодиодная упаковка. Процесс упаковки SIP обладает высокой гибкостью, бюджетный, Отдельное тестирование и короткий цикл разработки. Упаковка SIP может упасть на четыре типа в соответствии с технологией: Трехмерный (3Д) Тип упаковки, Тип укладки пластин, Тип модуля и тип MCM.
В настоящий момент, Замена ламп накаливания и ртутные лампы высокого давления на высокочастные светодиодные устройства требует увеличения общего светящегося потока или доступного светящегося потока. И мы можем увеличить светящийся поток за счет таких показателей, как увеличение интеграции, Увеличение плотности тока, и использование чипсов большого размера.
Чтобы реализовать светодиодные лампы высокой яркости, Нам нужно увеличить силу светодиода, Что означает, что светодиод будет производить больше тепла. Производительность диссипации тепла LED напрямую влияет на светящуюся эффективность и срок службы светодиода. Если рассеяние тепла плохое, Температура светодиодного чипа будет увеличиваться из -за накопления тепла, что может снизить силу эффективность, Ускорить старение соответствующих компонентов и сократить срок службы светодиода. Multi Chip Array - лучший способ получить высокую пропускную способность, Но в упаковке массива много проблем, такие как рассеяние тепла, Электронное соединение компонентов, Доступное место и так далее, который ограничивает его развитие, Особенно рассеяние тепла.
Интеграция светодиодных чипов высокой плотности производит много тепла, который не может уйти за короткое время, и температура подложки рассеивания тепла быстро повышается. Очень необходимо принять эффективную упаковку и структуру радиатора. Существует два типа структур радиатора, Одним из них является активное рассеяние тепла, а другой - пассивное рассеяние тепла. Пассивное рассеяние тепла обычно выбирает плавники с высоким реберным коэффициентом, и рассеивает тепло в окружающей среде посредством естественной конвекции между плавниками и воздухом. Это решение имеет простую структуру и высокую надежность, Но из -за низкого коэффициента теплопередачи естественной конвекции, Он подходит только для низкой плотности мощности и низкой интеграции. Для мощных светодиодов (пакеты), он должен принять активное рассеяние тепла, такие как плавники + поклонники, тепловые трубы, Принудительная конвекция жидкостей, Микроканальное охлаждение, Фазовое изменение охлаждения, и так далее.
Технология упаковки COB и сравнение технологий упаковки SMD
Покачка упаковки постепенно созрела в области приложений для светодиодных дисплеев, Особенно в сфере на открытом воздухе с его уникальными техническими преимуществами. Особенно в последние два года, С улучшением производственных технологий и производственного процесса, Технология упаковки COB сделала качественный прорыв. Некоторые факторы, которые ограничивали развитие в прошлом, также были решены в процессе технологических инноваций.
Так, Каковы преимущества технологии упаковки COB? В чем разница между ним и традиционной упаковкой SMD? Заменит ли он SMD и станет основным потоком светодиодного дисплея в будущем?
Сравнение технологий
Упаковка Cob должна напрямую исправлять светодиодный чип с проводящим клеем и изоляционным клеем на пайке пайки из бусинки на плате печатной платы, а затем припаять светодиодный чип для производительности проводимости. После завершения теста, Нам нужно инкапсулировать чип с эпоксидной смолой.
Пакет SMD - это исправить светодиодный чип на подушке держателя из бусин лампы с проводящим клеем и изоляционным клеем, а затем используйте ту же производительность проводимости, что и пакет с припаком, чтобы. После тестирования производительности, он инкапсулируется с эпоксидной смолой, а затем подвергается световому расщеплению, резка и записка, и транспортируется на экране.
Сравнение преимуществ и недостатков
Нет сомнений в том, что фабрика упаковки SMD может производить высококачественные фонари, Но производственный процесс слишком большой, и стоимость будет относительно высокой. Это также увеличит стоимость транспорта, Хранение материала и контроль качества с завода упаковки из шарики на экране.
SMD считает, что технология упаковки COB слишком сложна, и одноразовая скорость прохождения продукта не так просто, как одна лампа, и это даже непреодолимое препятствие. Точка отказа не может быть отремонтирована, и урожайность низкая.
SMD упаковка, Технология упаковки мономера с одной лампой, накопил многолетний практический опыт. У каждой компании есть уникальные навыки, шкалы, и зрелые технологии. Относительно легко реализовать.
Cob Packaging - это новая технология упаковки, интегрирующая несколько ламп.. На практике, Много технического опыта в производственном оборудовании, Производственные процессы оборудование и методы тестирования накапливаются и проверяются в непрерывной инновационной практике. Это требует высокого технического порога и больших трудностей. Самая большая сложность в настоящее время сталкивается с тем, как улучшить первый проходной скорость продукта. Cob Packaging сталкивается с технологическим пиком, что не является непреодолимым, но относительно трудно реализовать.
Четырехлонерский или шестиугольный кронштейн, используемый в пакете SMD, обеспечивает технические трудности и риски надежности для последующих производственных ссылок. Например, Процесс пайки при пайевой поверхности лампы должен решить проблему дохода пайки большого количества штифтов кронштейнов. Если SMD должен применяться на открытом воздухе, Мы должны решить проблему урожая на открытом воздухе для штифтов кронштейнов.
Технология COB именно потому, что эта кронштейна опущена, Вряд ли будет слишком много технических трудностей и надежности скрытых опасностей в последующих производственных ссылках. Есть только два технических холма: Одним из них является то, как убедиться, что поверхность из шарика лампы не показывает точки сбоя, когда поверхность чипа водителя IC протестирована, а другое - как решить проблему консистенции цвета чернил модуля.
Комплексное сравнение
Технология упаковки COB:
От упаковки до завершения производства дисплеев, Технология упаковки COB интегрирует средние и нижние ссылки цепочки индустрии светодиодных дисплеев, и все производство завершено на одной фабрике. Этот вид производственной организации прост, Процесс компактен, Эффективность производства выше, и это более способствует полностью автоматизированному производству. Эта организационная форма также более способствует контролю качества всего процесса продукта. Эта форма организации по -прежнему является органичным целым. На стадии разработки продукта, необходимо рассмотреть проблемы, с которыми вы можете столкнуться в каждой производственной ссылке, и всесторонне оценивать и формулировать план технической реализации. Этот тип организации также может лучше взять на себя ответственность за качественную ответственность за конечные клиенты.
Упаковка Cob только сталкивается с технологическим пиком на дороге многоцелевой интегрированной упаковочной технологии в светодиодном поле, который появляется в ссылке упаковки из бусинки лампа. И такая технология не является непреодолимой, Но не каждый может перелезть через это. Это проявление комплексной технологии. Это требует бесчисленных сбоев и извлеченных уроков, а также годов технического накопления и осадков. Ему нужен дух ремесленника, который твердый, приземленный, не боятся трудностей и инновационных. Как только вы пересекаете этот технологический пик, это как карп, прыгающий через ворота дракона, и дорога за горой будет гладкой. Во всем производственном процессе больше не будет..
Красная кривая надежности продукта показывает, что после того, как бусина лампы запечатана пакетом COB, Последующий производственный процесс мало влияет на его надежность. После одного года клиентской заявки, Индекс надежности почти такой же, как и у упаковки.
SMD Technology Technology:
В цепочке индустрии дисплеев SMD, Компании по упаковке и выставки являются двумя независимыми типами компаний, И эти два типа компаний делятся промышленной прибылью друг с другом. Хотя торт большой, Есть много предприятий, жесткая конкуренция и тонкая прибыль. Этот вид сложной производственной организации будет тратить часть промышленной прибыли и эффективности, и относительно сложно контролировать качество продукта. Поскольку ссылка упаковки и ссылка на заводскую завод не зависят друг от друга, Трудно эффективно сотрудничать и координировать для решения технических трудностей в производственном процессе. Как только конечный клиент использует продукт с проблемами качества, Трудно привлечь ответственность со многими ссылками.
С точки зрения сложности технической реализации во всем производственном процессе и влияния на надежность продукции, Цвет и смысл кривой на рисунке ниже такие же, как и на предыдущем рисунке. От фигуры, Мы видим, что в цепочке индустрии дисплея SMD есть двойной пик технологии.. Обе эти технические трудности появляются в ссылке на заводской фабрики, и звено упаковки относительно низкая из -за зрелой и стабильной технологии. Поэтому, Техническая сложность дисплея SMD будет превышать сложность технологии упаковки COB при соблюдении вместе.
