המעבר הגלובלי לקראת תאורה מוצקה יעילות גבוהה המדינה מטיל דרישות קפדניות על אמינות רכיב. Light-emitting diodes (LEDs), במיוחד כוח גבוה וגרסאות כוח בינוני, דורש capsulation חזק כדי להגן על שבבים מוליכים למחצה רגישים, זהב או אג"ח חוט נחושת, ו-phosphor שכבות ממתח תרמי, בתוקפנות, ונזק מכני בעוד כמה טכניקות קיימות, העברה מקיפה של עיצוב, כי יש צורך יעיל של טכניקות ייצור LED, כולל, אשר מבוססת, אשר מספק טכניקות ייצור מודל טכני עיצוב.

מה עובר מוליד?

דפוס העברה הוא טכניקת עיבוד thermoset מתאים במיוחד עבור encapsulating רכיבים אלקטרוניים עדין.בניגוד לתבנית הזרקת הזרקת, אשר בעיקר תהליכים thermoplastics באמצעות בורג reciprocating, העברה עובש משתמש מנגנון צונח להעביר תרכובת עובש מראש מסיר דרך sprue, רץ, ושער לתוך משטח אחידה סגורה, מתוחה.

המונחים: Alternative Encapsulation Methods

הבנת ההבדלים בין העברת תבניות ותהליכים מתחרים מבהירה מדוע היא טובה לאריזות LED:

  • (FLT:0) מולידינג לעומת פוטינג:FreaLT:1 , פוטינג כרוך פיזור של נוזל מלוטש לתוך דיור.זה הוא כוח עבודה-רגיש, קשה לאוטומטי עבור כרכים גבוהים, ו נוטה למזג אוויר ומילוי עקבי של העברת ציוד.
  • (FLT:0) מוליד מוליד הדחיסה: ⁇ FLT 1 בתבנית דחיסה, מטען טרום-מטרה של תרכובת ממוקם ישירות לתוך חלל פתוח, והתבנית סגורה כדי לדחוס אותו. בעוד מצוין עבור מודולים LED גדול-area (למשל, שבב על לוח), דחיסה באופן מסורתי יש תקופות מחזוריות ארוכות יותר ויכול לגרום חוט גדול יותר לזרימה הקדמית לחץ על פני זרם טוב יותר.
  • (FLT:0) מולידציה מול הזרקת המולינג: (FLT:1) זרקה עובש עולה עיבוד thermoplastics עבור אופטיקה משנית (lens, מדריכים אור) עם זאת, encapsulants תרמופלסט בדרך כלל חסר יציבות עתירי גבוה, מתחנן להוביל מסגרות, ותכונות מחסום לחות הנדרשות להגנה LED.

תהליך הליבה: פריצת דרך טכנית של צעד

תבנית העברה מודרנית עבור נוריות היא תהליך אוטומטי מאוד, רב-שלבי נשלט על ידי פרמטרים מדויקים. בעוד פשוט ביסודו, כל צעד משפיע באופן ביקורתי על התשואה הסופית והאמינות.

  1. (FLT:0) חימום ופרסום: FLT:1 תרכובות המrmoset, בדרך כלל מסופק כמו pellets או granulate, הם preheated.זה מרכך את החומר, מפחית את תכולת הלחות, ומקצר את זמן המחזור הנדרש.
  2. (FLT:0) מלד קלמפינג ועופרת טעינה: אנדרט 1:1 עובש, המורכב ממגוון רב של חללים (לעתים קרובות 200 עד 1000+), סגור תחת כוח מחוספס גבוה.
  3. (FLT:0)Compound transfer: 1FLT:1 המתחם הממותח ממוקם לתוך הסיר העברה. a הידראולי או pneumatic צול לחץ מבוקר, מה שהופך את המתחם המום דרך מערכת הסבה והרץ לתוך חללים בודדים.מהירות העברה פרופילים לחץ הם קריטיים: סיכונים מהירים מדי, איטי מדי גורם ריפוי מוקדם (גל) ומילוי לא שלם.
  4. (FLT:0in-Mold Curing:FLT:1 הטמפרטורה עובש (בדרך כלל 170-190 ° C עבור EMC סטנדרטי) יוזם תקופת טיפול חוצה-קישורים.זמן תרופה תלוי בכימיה המתחם, חלק וטמפרטורת עובש. מחזורים טיפוסי טווח בין 60 ל-180 שניות. Vacuum-assist משמש בדרך כלל בתבניות מודרניות כדי לפנות אוויר מקוויאלים, למנוע ריקות.
  5. (FLT:0)Ejection and Post-Cure:cioFLT:1) שפעם נרפא, התבנית נפתחת, ו- ejector pins לדחוף את מסגרות הראשיות החוצה.החלקים הם לעתים קרובות חמים במקצת גמישים במקצת.צעד פוסט-cure (למשל, 150-175 מעלות צלזיוס למשך 2-8 שעות בתנור אצווה) משלים את התגובה המחץ, מייצב את התכונות החומריות, ומשחררות.
  6. (FLT:0) הסרת ו Singulation:FreaLT:1) חומר מוגזם (flash) סביב הקצוות המובילים הוסר באמצעות פיצוץ חודר, מתפתל, או עיתונות מרתיעה.

מדע חומרי: בחירת הימין

הבחירה של תרכובת עובש מגדירה את הביצועים האופטיים, התרמיים והמכניים של החבילה, החומר חייב לעמוד בקרינת אור כחולה, טמפרטורות תפעול גבוהות (עד 150 מעלות צלזיוס או יותר באפליקציות הרכב), ותנאים סביבתיים קשים ללא צהוב, סדק או דהור.

Eoxyמול התאמות (EMCs)

EMCs הם החומר הדומיננטי עבור חשמל בינוני וכוח נמוך LEDs (למשל, 2835, 3030, 5050 חבילות) הם מורכבים epoxy resin, קשיח (phenolic או ahydride), silica מלא, משחתות, פלמירים, פחמן שחור (עבור חבילות סטנדרטיות שחור) או טיטניום דו-חמצני (חבילות לבנות גבוהה), וכן תוספים שונים כגון סוכנים הפיכה:

  • דבקות יוצאת דופן למסגרות נחושת מצופות כסף
  • ההרחבה הנמוכה של ההתרחבות התרמית (CTE) תואמת לצ'יפס סיליקון (באמצעות מחסנית מפולגת של ריצוף עד 90%)
  • טמפרטורת מעבר זכוכית גבוהה (Tg > 150 ° C)
  • ספיגת לחות נמוכה והתנגדות חוזרת מעולה (JEDEC רמה 1 או 2)

התקדמות חדשה הובילה ל-FLT:0 (לא-brown EMCsFLT:1) במיוחד שנועדה להתנגד להשפלה תחת אור כחול בעל השפעה גבוהה, דרישה קריטית לשמירה על תחזוקה של lumen במהלך החיים מדורגים של LED.

« « « סיליקון מול זעזועים

עבור LEDs בעוצמה גבוהה, תאורה הקדמית לרכב, LEDs UV, סיליקון הם לעתים קרובות העדיפו על epoxies. סיליקון מציעים יציבות תרמית גבוהה (שימוש מתמשך עד 200 מעלות צלזיוס), גמישות מעולה (הפחתת מתח על השבב), והתנגדות ל photodegradation. עם זאת, הם רכים יותר, יש עמידות גבוהה יותר גז, יכול להיות קשה יותר לעצב ללא מהירויות ריקות.

מכלולים גבוהים-thermal-Conductivity Compounds

ניהול תרמי הוא קריטי עבור ביצועים LED ו תוחלת חיים. סטנדרטי EMCs יש מוליכות תרמית של סביב 0.6-1.0 W / mK. עבור חבילות כוח גבוהה שבו החום חייב להיות מתפזר דרך הcapsulant, תרכובות מלא מאוד באמצעות קרמיקה מלא כגון alumina (Al2O3), אלומיניום nitride (Al), או בודה (BN) יכול להשיג ivities של 3 / 2K גבוה יותר או גבוה יותר.

יתרונות טכניים בייצור LED

הדומיננטיות של דפוס ההנעה אינה מקרית.זה מציע יתרונות טכניים וכלכליים נפרדים שמתאימים באופן מושלם לצרכים של אריזות LED בנפח גבוה.

Wire סוויפ מניעת הריון ו-Precision Flow Control

בעוד שבבי LED הופכים קטנים יותר וחוט אג"ח (חוטי זהב של 20-30 מיקרומטר הם נפוצים), הסיכון של חוט גורף - שבו הזרם חסר הקיבולת מזיז את הלולאה חוט - חומרים.דפוס העברה מאפשר שליטה מדויקת של מהירות ההעברה, לעתים קרובות באמצעות שלב זרימה איטי (העברה בלחץ נמוך) ואחריו שלב מנקה מהיר יותר.

יעילות גבוהה ושקיפות

תבניות רב-כבדות עם מאות רשמים מאפשרות להפחתה סימולטנית של אלפי נוריות לכל מחזור. בשילוב עם טיפול מסגרת מוביל אוטומטי והגנת, העברת עיתונות עובש מיצרנים כגון FLT:0TOWAFLT:1 יכול להשיג תקופות מחזור גם מתחת לשעתיים, תוך מתן עשרות אלפי יחידות לשעה.

חבילה טובה

Thermoset EMCs יוצרים קשר כימי חזק למסגרת הראשית ומשטחי השבבים.קשר זה, יחד עם CTE תואם מקרוב, מונע את ה- CTE - מנגנון כשל עיקרי LEDs הנגרמ על ידי הפרדה של encapsulant מן substrate תחת רכיבה תרמית.המבנה צפוף, ללא מגע חוצה גבולות מספק מחסום מצוין נגד לחות ו corrosive כמו contromins כמו strasive â € â € â € â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢

יישומים מעבר ל LED נוף

דפוס העברה אינו פתרון בגודל אחד, אלא טכנולוגיה פלטפורמה המותאם לאדריכלות החבילה השונות.

Mid-Power Surface-Mount מכשירים (SMDs)

חבילות SMD היוקרתיות (2835, 3030, 5630) מסתמכות כמעט אך ורק על העברת עובש באמצעות EMCs. מסגרת המובילה היא premolded או לאחר מוטבע עם חלל כי בתים שבב phosphor-coated. חבילות אלה משמשים צינורות ליניאריים, לוחות מקורה, נורות רטרוfit, שבו עלות ואמינות הם רבכי.

LEDs High-Power ו- Motor LEDs

נורות רכב (עבור אורות ריצה בשעות היום, תאורה אדפטית, ו matrix beams) דורשות אמינות גבוהה במיוחד (AEC-Q101 מוסמך כאן), עיבוד העברה סיליקון הוא לעתים קרובות מועסקים.חומר חייב לשמור על בהירות אופטית ויושרה מכנית על פני טווח טמפרטורה רחב (-40 מעלות צלזיוס ל +150 מעלות צלזיוס).

חבילות Chip-Scale (CSPs)

בעוד תעשיית התאורה נעה לעבר חבילות בקנה מידה שבב (CSPs) שבו שבב LED הוא למעשה החבילה שלו, העברת עובש מותאם ל-Vue-level encapsulation.הההיפופר כולו מעוצב, ולאחר מכן CSP בודדים שרים. גישה זו מצמצם את הגודל ואת ההתנגדות התרמית תוך כדי למקסם את דרךput.

המונחים: Mold Engineering

עובש מוצלח של העברה תלוי מאוד בעיצוב עובש. הפרמטרים מרכזיים כוללים:

  • (FLT:0)Gate Location and Type:FLT:1 יש להציב גייטס כדי להימנע מפגיעה ישירה באיגרות חוב חוט או שבב עצמו. שערי פאן או שערי קצה נפוצים עבור מסגרות LED.
  • (ב) ב"התח"ל: "ב"ב" (ב"ב)"ב[[המאה ה-1]], יש לאוזן את אורך הרצונות ואת הקוטר כדי להבטיח שכל הצלעות ממלאות בו זמנית.
  • (FLT:0)Venting: FLT:1 venting נכון (בדרך כלל 0.015–0.30 מ"מ עמוק) מאפשר גזים אוויריים ותנודתיים לברוח, למנוע ריקויות ושורפות.
  • (FLT:0) ניהול הירומאל של Mold:03FLT:1 התפלגות טמפרטורה אחידה על פני משטח עובש הוא קריטי. קרטרידג' תנורי שמן חמים מעוצבים עם סימולציה תרמית כדי למזער ⁇ טמפרטורה.

בקרת איכות ופתרון בעיות Defect

למרות האינטנסיביות שלה, הצנרת אינה חסין מפני פגמים.בקרת איכות ריגאורית, כולל ניטור מתמשך של עומס ומשטחי טמפרטורה, היא חיונית.

מטרות נפוצות ושורשים

Defect Root Cause Mitigation
Voids/Porosity Moisture in compound, entrapped air, insufficient transfer pressure Pre-bake compound, use vacuum venting, increase pressure
Incomplete Fill Low transfer speed, premature gelation, blocked gate Increase transfer speed, lower mold temperature, clean gates
Wire Sweep High transfer speed, high viscosity, improper gate location Optimize transfer profile, use larger wire diameter, relocate gate
Delamination Contamination, CTE mismatch, poor adhesion Plasma clean lead frames, adjust filler loading, change compound

ניתוח לא הרסני באמצעות סריקת מיקרוסקופיה אקוסטית (C-SAM) הוא סטנדרטי לגילוי של דחיסה פנימית וריקות בייצור. Cross- Analysising ו- אופטית עדיין חיוני לפיתוח תהליכים.

מגמות עתידיות בהעברה מוליד LEDs

האבולוציה של טכנולוגיית LED ממשיכה לדחוף את הגבולות של העברת עובש.כמה מגמות מפתח מעצבות את התעשייה:

העברה מוליד

דפוס העברה מסורתי משתמש טבליות preformed. גרנוטה עובש להאכיל את המתחם ישירות מצורה hopper inpellet, חיסול הצעד preforming, צמצום פסולת חומרית, ופשטת טיפול חומרי. טכנולוגיה זו מבטיחה זמני שינוי קצרים יותר וגמישות גבוהה יותר לייצור תערובת גבוהה.

שילוב עם תעשייה 4.0

הודעות מודרניות של העברת עובש מצוידות בחיישנים לפקח על הסטיות בזמן אמת, חלוקת טמפרטורה עובש, ולהעביר כוח. פלטפורמות ניתוח נתונים לחזות צרכי תחזוקה וייעל את הפרמטרים של תהליך באופן אוטונומי, צמצום זמן השבת ושיפור יעילות הציוד הכוללת (OEE).

חומרים מתקדמים עבור LEDs הבאים-Generation

המחקר ממשיך לחומרים אורגניים היברידיים (למשל, סיליקון-פסוי היברידי, פולימיסטים) המשלבים את התכונות הטובות ביותר של שני העולמות.בנוסף, FLT:0 לבן-חומרי תרכובות עם רפידות גבוהה יותר FLT:1 (הרשמה 97% ב-450m) מצמצם את אובדן האור בתוך החבילה, שיפור ישיר ויעילות זוהרת.

אחריות וכלכלה מעגלית

בעוד שתרמוסטים הם קשים מטבעם למחזור, התקדמות בחיבור קונדסי (ומכונים) ו-epoxy resinsinsesins המבוססים על epoxy הם מתחילים להופיע.חומרים אלה יכולים לאפשר תיקון, עבודה מחדש, או סוף החיים של מחזוריות של מודולים LED, תוך התייחסות לביקוש בתעשייה הגוברת לייצור בר קיימא.

מסקנה

הצנרת ההעברה נותרה עמוד השדרה הטכני והכלכלי של תעשיית האריזות LED.היכולת הייחודית שלה בדיוק לבודד רכיבים סמימוליכים למחצה שבריריים בתרמוטקטורים ביצועים גבוהים בתנאים לייצור המוניות היא ללא מקבילים.מ- SMD bulb של כל מקום להבנת איכות ייצור מעולה, שמירה על אמינות ויעילות של העברת תבניות ישירות מאפשרות את הביצועים כי משתמשי הקצה לבוא מהנדסים, כמו גם פיתוח של תכונות מתקדמות יותר של איכות, עיצוב, מערכות מתקדמות יותר, עיצוב, עם איכות גבוהה יותר, וחדשנות, עם איכות גבוהה יותר, עיצוב, אינטגרציה, אינטגרציה, עיצובית, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה עם איכות גבוהה יותר ויותר של איכות גבוהה יותר של מערכות מתקדמות יותר של מערכות ייצור דפוסים מתקדמים יותר, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה עם איכות גבוהה יותר של איכות גבוהה יותר של איכות גבוהה יותר של איכות גבוהה יותר של איכות גבוהה יותר של איכות ייצור דפוס, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה, אינטגרציה, תחזוקה, אינטגרציה, עיצוב, היא תמיכה יעילה של איכות גבוהה יותר של איכות גבוהה יותר של איכות גבוהה יותר של שיפור איכות גבוהה יותר של שיפור איכות גבוהה יותר של שיפור איכות גבוהה יותר של שיפור איכות גבוהה יותר של שיפור איכות גבוהה יותר של שיפור איכות גבוהה יותר