LED (dioda koja emitira svjetlost) postala je međunarodna inovacija koja se pojavljuje u strateškim industrijskim granama. U lancu LED industrije, uzvodni materijal uključuje supstratne materijale, epitaxial, dizajn i proizvodnju čipova, midstream pokriva tehnologiju pakiranja, opremu i tehnologiju ispitivanja, nizvodni LED zaslon, rasvjetu i rasvjetu. Trenutno, glavna uporaba plave LED + žute fosforne tehnologije kako bi se postigla bijela svjetlost velike snage, tj. Kroz GaN-based plavi LED dio plavog svjetla koji stimulira YAG (itrij aluminijev granat) žuti fosfor koji emitira žuto, i drugi dio plave svjetlosti emitira kroz fosfor. Žuti fosfor emitira žuto svjetlo i mješavina plavog svjetla kako bi se dobila bijela svjetlost. Blu-ray LED čip koji plava svjetlost daje kroz prevlaku oko žutog fosfora, fosfor je dio plave svjetlosti nakon što se žuta svjetlost, plavi svjetlosni spektar i žuti svjetlosni spektar preklapaju nakon formiranja bijele svjetlosti.
LED pakiranje velike snage kao važna veza u industrijskom lancu je promicanje poluvodičke rasvjete i prikaza praktičnoj tehnologiji proizvodnje jezgri. Samo kroz razvoj niskog toplinskog otpora, visoka učinkovitost i visoka pouzdanost LED pakiranja i tehnologije proizvodnje, LED čip za dobru mehaničku i električnu zaštitu, smanjuju mehaničke, električne, termalne, vlažne i druge vanjske faktore na čipu, Chip stabilan i pouzdan rad kako bi se osigurala učinkovita i kontinuirana visokoučinkovita rasvjeta i zaslon, LED specifične prednosti uštede energije, te promoviraju cijeli poluvodički rasvjetu i prikazuju lanac industrije benigni razvoj. S obzirom na stranu trgovačku tvrtku koja se bavi interesima tržišnih razmatranja, relevantne osnovne tehnologije i opreme poduzimaju se mjere blokade, pa je razvoj neovisne tehnologije LED pakiranja visoke snage, posebice bijelog LED pakiranja, neizbježan. Ovaj rad će ukratko predstaviti istraživanje i primjenu LED polja s velikom snagom, analizirati i sažeti ključne tehničke probleme u procesu LED pakiranja velike snage kako bi privukli pozornost domaćih kolega, tehnologija ključeva i autonomija opreme
Tehnologija pakiranja igra važnu ulogu u LED izvedbi. LED metode pakiranja, materijali, struktura i odabir procesa uglavnom struktura čipa, fotoelektrična / mehanička svojstva, specifična primjena i faktori troškova kao što je odluka. Uz povećanje snage, posebno razvoja čvrstih stanja svjetlosne svjetiljke, optička, termička, električna i mehanička optička ambalaža LED postavila je nove i veće zahtjeve. Kako bi učinkovito smanjili toplinski otpor u pakiranju, poboljšajte učinkovitost svjetlosti, morate koristiti nove tehničke ideje kako biste izvršili dizajn ambalaže. Od kompatibilnosti procesa i smanjenja troškova proizvodnje gledišta, dizajn LED pakiranja treba provoditi istodobno s dizajnom čipova, tj. Dizajn čipa treba uzeti u obzir strukturu pakiranja i proces. Sadašnja struktura LED glavnih trendova je: male veličine, minimaliziranje toplinskog otpora uređaja, ravna flastera, otporna na najvišu temperaturu priključka, maksimiziranje jednostrukog svjetlosnog toka; cilj je poboljšati svjetlosni tok, učinkovitost svjetla, smanjiti svjetlost Neuspjeh, stopa neuspjeha, povećana konzistencija i pouzdanost. Naime, ključne tehnologije LED pakiranja velike snage uključuju: tehnologiju termičke disperzije, tehnologiju optičkog dizajna, tehnologiju konstrukcijskog dizajna, tehnologiju oblaganja fosforom, tehnologiju eutektičke zavarivanja.
1, C ooling tehnologija
Opća temperatura čvora ne može biti veća od 120 ° C , čak su LumiLEDs, Nichia, CREE itd. Uveli najnoviji uređaj, maksimalna temperatura čvora i dalje ne može prelaziti 1500 ° C. Tako efekt termičkog zračenja LED uređaja može biti zanemariv, provođenje topline i konvekcija je glavni način LED raspršivanja topline. U toplinskom dizajnu iz aspekata provođenja topline, jer toplina iz modula LED modula prvi provodi do radijatora. Znači, materijal za povezivanje, supstrat je ključ tehnologije LED hlađenja.
Materijali za lijepljenje uglavnom uključuju termalnu plastiku, vodljivu srebrnu pastu i lemljenje legure tri glavna načina. Vodljiva pasta je vrsta kompozitnog materijala dobivenog dodavanjem srebrnog praha u epoksidnu smolu, a ljepilo se očvršćuje dodavanjem nekog visokog punila za toplinsku vodljivost, kao što su SiC, A1N, A12O3, SiO2 itd., Kako bi se poboljšala toplinska vodljivost , Temperatura je općenito niža od 200 ° C , ima dobru toplinsku vodljivost, performanse vezivanja i pouzdanost, ali srebrna apsorpcija svjetlosti je relativno velika, što rezultira smanjenom učinkovitosti svjetla.
Supstrat uglavnom uključuje keramički supstrat, keramički supstrat i kompozitni supstrat na tri glavna načina. Keramički supstrati su uglavnom LTCC supstrati i AIN supstrati. LTCC supstrat ima jednostavan oblik, jednostavan proces, nisku cijenu i jednostavan za izradu raznih oblika i mnogih drugih prednosti; Al i Cu su podloge LED pakiranja izvrsni materijal, zbog vodljivosti metalnih materijala, kako bi se njegova površinska izolacija, često kroz Anodizirani da formira tanki izolacijski sloj na svojoj površini. Metalni kompozitni materijali uglavnom su kompozitni materijali bazirani na Cu, al-bazi kompozitni materijali. Occhionero i sur. Istraživana je upotreba AlSiC-a u flip čipu, optoelektroničkim uređajima, uređajima za napajanje i visokoučinkovitim LED termalnim podlogama, a dodatak pirolitičkog grafit AlSiC također zadovoljava zahtjeve za veću disipaciju topline. Budućnost kompozitnog supstrata je uglavnom pet vrsta: monolitni krug ugljični materijali, metalni matrični kompoziti, polimerni matrični kompoziti, ugljikovi kompoziti i napredne metalne legure.
Osim toga, sučelje paketa na toplinskom otporu je također odličan, ključ za poboljšanje LED pakiranja je smanjenje toplinskog otpora sučelja i sučelja, povećanje disipacije topline. Stoga je vrlo važan izbor materijala za toplinsko sučelje između čipa i podloge za raspršivanje topline. Uporaba niskotemperaturne ili eutektičke lemljenje, lemljenja ili unutar nano-čestica vodljivog ljepila kao materijala s toplinskim međusklopom, može uvelike smanjiti toplinski otpor sučelja.
2, Tehnologija projektiranja
Optički dizajn LED paketa uključuje i optički dizajn i vanjski optički dizajn.
Sljedeće su iste kao i "
Ključ optičkog dizajna je izbor i primjena pottinga. U izboru oplodnje, zahtijevajući njegovu veliku propusnost, visoki indeks loma, dobru toplinsku stabilnost, dobru fluidnost, lagano prskanje. Kako bi se poboljšala pouzdanost LED pakiranja, ali također zahtijeva postavljanje s niskom apsorpcijom vlage, niskim stresom, temperaturom i zaštitom okoliša i drugim karakteristikama. Uobičajeno korištena sredstva za ukapljivanje su epoksi i silikon. Među njima, silika gel ima visoku propusnost svjetlosti (vidljivi prijenos svjetlosti veći od 99%), visoki indeks loma (1,4-1,5), dobra toplinska stabilnost (može izdržati 200 ° C visoke temperature), mali stres (Young's modul Low) niska je apsorpcija vlage (manje od 0,2%) i druge karakteristike, znatno bolje od epoksidne smole, u LED pakiranju velike snage. No, performanse silikagela po temperaturi okoliša imaju veći utjecaj, čime utječu na učinkovitost LED svjetla i raspodjelu intenziteta svjetlosti, pa se proces poboljšavanja silikagela poboljšava.
Vanjski optički dizajn odnosi se na konvergenciju svjetlosne zrake, oblikovanjem, kako bi se formirala jednolika raspodjela svjetlosnog intenziteta svjetlosnog polja. Uglavnom uključuje reflektivni dizajn kondenzatorskog šalica (primarni optički) i plastični dizajn leće (sekundarna optika), modul polja, također uključuje raspodjelu čipova. Objektiv se obično koristi u obliku konveksne leće, konkavne leće, sferne, Fresnel leće, modularne leće, leća i veliku snagu LED sklopa može se koristiti u zraku i polu-hermetičan paket. Posljednjih godina, uz produbljivanje istraživanja, uzimajući u obzir zahtjeve za integracijom nakon pakiranja, za oblikovanje zrake pomoću mikrolenskog niza, polje mikrolena u optičkom putu može igrati dvodimenzionalnu paralelnu konvergenciju, oblikovanje, kolažiranje i tako dalje , Ima prednosti visoke točnosti u rasporedu, jednostavnoj proizvodnji i jednostavnoj spojnici s drugim ravnim uređajima. Istraživanje pokazuje da upotreba difrakcijskog mikrolenskog polja umjesto običnih leća ili Fresnel mikrolenata može uvelike poboljšati kvalitetu grede i poboljšati intenzitet odlaznog svjetla, LED je najobožavanija nova tehnologija za oblikovanje grede.
3, struktura LED paketa
LED tehnologija i struktura ambalaže imaju pakiranje olovne, na bazi energije, SMD (SMD), ugrađeni čip na unutarnjoj strani (COB) u četiri faze.
4, tehnologija P fosforne prevlake
Struktura svjetlosne pretvorbe, tj. Struktura oblaganja fosfora, uglavnom za tehnologiju LED bijelog osvjetljenja, cilj je da LED čip s kraćom valnom duljinom svjetlosti bude u komplementarnu (komplementarnu bijelu svjetlost) duge valne duljine svjetlosti.
Trenutačno postoje tri načina za proizvodnju bijele svjetlosti s fosfornim: plava LED s žutim fosfornim; plava LED s crvenom, zelenom fosfornom; UV-LED s crvenom, zelenom i plavom fosfornom. Jedan od komercijalnih bijelih LED lampica je uglavnom plava LED žarulja sa žutim fosfornim jednokrilnim tipom, plava LED s crvenom, zelenom fosfornom bijelom modom samo u Osramu, Lumiledsima i drugim tvrtkama izvijestili su o patentu, ali još uvijek nisu komercijalizirani. Proizvodi se pojavljuju i UV- LED s tri boje fosfora još uvijek je u razvoju načina. Sljedeće tablice prikazuju prednosti i nedostatke različitih fosfora za proizvodnju bijele LED diode.
Postojeće metode premaza, kao što je prikazano u nastavku, imaju svoje prednosti i nedostatke. Trenutno se široko koristi u postupku fosforne prevlake za miješanje fosfora i potting, a zatim izravno na čip. Budući da je teško precizno kontrolirati debljinu i oblik premaza fosfora, boja izlaznog svjetla ne podudara se s pojavom djelomičnog plavog ili žutog. GE je istraživanje Arik i sur. Pokazuje da je fosfor izravno prekriven na čipu, što rezultira porastom temperature fosfora, što zauzvrat smanjuje kvantnu učinkovitost fosfora i ozbiljno utječe na učinkovitost pretvorbe pakiranja.
I na temelju postupka oblaganja konformne tehnologije oblaganja može se postići ravnomjerno premazivanje fosfora, čime se osigurava ujednačenost svijetle boje. Ali ova tehnologija je teška, a veliki dio plave svjetlosti emitiran od strane LED izravno s fosfornim slojem reflektira se na čip koji izravno apsorbira čip koji ozbiljno utječe na učinkovitost svjetla. Yamada, Narendran, itd. Otkrili su da će povratne karakteristike fosfora učiniti 50% ~ 60% pozitivnog incidentnog svjetla unatrag raspršivanjem.
Postoji također i metoda oblaganja u kojoj je fosforni sloj daleko od LED čipa (na primjer, fosforni sloj se nalazi na reflektirajućoj posudi ili astigmatiziranoj čaši izvan LED čipa), količina svjetlosti koju apsorbira fosforni sloj odražava se na čip može se drastično smanjiti, čime se poboljšava učinkovitost svjetla. Osim toga, budući da se fosforni sloj ne nalazi u izravnom dodiru s čipom, toplina koju stvara čip ne prenosi na fosforni sloj, čime se produljuje vijek trajanja fosfornog sloja. Istraživači na Schlbert Institute of Technology, Schubert i sur. Ustanovljeno je da se uporaba daleko od procesa oblaganja fosfora može smanjiti rizik disipacije topline od čipa, LED svjetlosna učinkovitost može se povećati za 7% do 16%. Sun Yat-sen Wang Gang, koji je također proveo srodnu studiju, rezultati pokazuju da uporaba daleko od fosfornog premaza može smanjiti temperaturu prevlake fosfora od oko 16,8 ° C , što značajno poboljšava učinkovitost konverzije fosfora. Međutim, daleko od metode premazivanja ima svoje nedostatke, zbog upotrebe više fosfora, proces proizvodnje i ugradnje fosforne ploče također je relativno složen i razmatranja drugih troškova, struja se ne može široko promicati i industrijske aplikacije.
Osim toga, You et al. Predloženo je korištenje višeslojne fosforne strukture na temelju optimizacije fosforne prevlake. Crveni sloj fosfora odvaja se od žutog fosfornog sloja i žuti fosfor se stavi na crvenu fosforu. Pokusni rezultati pokazuju, Takva struktura fosforne prevlake može smanjiti međusobnu apsorpciju između fosfornog premaza, efikasnost lumena pakiranja može se poboljšati za 18%.
5, tehnologija zavarivanja
Eutektička tehnologija zavarivanja jedna je od najvažnijih temeljnih tehnologija u procesu pakiranja LED flip čipova velike snage. Eutektička tehnologija zavarivanja u procesu LED pakiranja je jezgra problema topline i prednosti solidnih kristalnih problema te će biti budući smjer budućeg razvoja LED pakiranja. Eutektična legura ima nižu točku taljenja od čiste komponente, proces taljenja je jednostavan; eutektična legura ima bolju fluidnost od čistog metala, što može spriječiti nastanak dendrita koji ometaju protok tekućine u skrutnjaku, čime se poboljšava učinak lijevanja; eutektična legura Ali također ima stalne karakteristike prijelaza temperature (bez temperature skrućivanja), može smanjiti defekte lijevanja, kao što su segregacija i skupljanje; stvrdnjava eutektična čvrstoća legure (blizu žilavosti metala), ne smije se slomiti; Eutektička skrućivanja mogu biti različiti oblici Mikrostrukture, naročito redoviti raspored lamele ili šipke eutektičke strukture, mogu biti izvrsni performansi in situ kompozitnih materijala. Upravo stoga što eutektički ima toliko prednosti, tako će upotreba eutektičkog procesa za proizvodnju LED paketa morati smanjiti impedanciju i povećati prednosti učinkovitosti provođenja topline.
Vrući proizvodi: linearna svjetiljka senzora pokreta , 150W velika utičnica , LED svjetiljka s tri svjetiljke , LED mining svjetiljka , linearna visina od 120cm , žarulja za povećanje LED-a
