Ard-Áiseanna Táirgeadh ÉifeachtúilTá LED (dé-óid astaithe solais) tagtha chun bheith ina láthair thear don iomaíocht sa tionscal straitéiseach idirnáisiúnta atá ag teacht chun cinn. Sa slabhra tionsclaíochta LED, áirítear ábhair shubstráit, eapocsaíocht, dearadh sliseanna agus déantúsaíocht in aghaidh srutha, clúdaíonn an meán sroicheann teicneolaíocht pacáistithe, trealamh agus teicneolaíocht tástála, agus is é an taispeántas LED, soilsiú agus soilsiú an sruth. Faoi láthair, úsáidtear an próiseas fosfair gorm LED + buí den chuid is mó chun an solas LED ardchumhachta bán a bhaint amach, is é sin le rá, fosfar buí atá astaithe solais éadrom (gairnéad alúmanam iitriam) a astaítear trí chuid den ghorm atá bunaithe ar GaN LED, agus astaítear cuid eile den solas gorm tríd an bhfosfar. Déantar an solas buí a astaíonn an fosfar buí a mheascadh leis an solas gorm a tharchuirtear chun solas bán a fháil. Téann an solas gorm a astaítear leis an tslis faoi stiúir gorm tríd an bhfosfar bhuí atá brataithe timpeall air, agus tá cuid den solas gorm tógtha leis an bhfosfar chun solas buí a astú, agus forluíonn an speictream solais gorm agus an speictream solais buí lena chéile chun bán a dhéanamh solas.
Mar chuid thábhachtach den slabhra tionscail, is é pacáistiú LED ardchumhachta an chroí-theicneolaíocht déantúsaíochta chun cur i bhfeidhm praiticiúil soilsiú agus taispeáint leathsheoltóra a chur chun cinn. Is trí chosaint friotaíochta teirmeach íseal, trí éifeachtúlacht lonrúil ard agus trí theicneolaíocht phacáistithe agus déantúsaíochta ard-iontaofachta faoi stiúir amháin atá an sliseanna LED go maith le cosaint mheicniúil agus leictreach, rud a laghdaíonn tionchar fachtóirí meicniúla, leictreacha, teirmeacha, fliucha agus seachtracha eile ar fheidhmíocht an tslis, lena chinntiú go mbeidh LED ann Is féidir le hobair sheasmhach agus iontaofa na sliseanna éifeachtúlacht agus taispeántas ardfheidhmíochta leanúnach agus leanúnach a chur ar fáil, na buntáistí uathúla coigilte fuinnimh agus fad saoil a bhaint amach, agus forbairt neamhurchóideach na soilse leathsheoltóra ar fad a chur chun cinn agus slabhra an tionscail taispeána. Ag féachaint do bhreithniú a dhéanamh ar leasanna margaidh ag cuideachtaí a bhaineann le coigríche, cuirtear bac ar na croítheicneolaíochtaí agus ar an trealamh ábhartha. Dá bhrí sin, tá sé práinneach teicneolaíocht neamhspleách pacáistithe LED ardchumhachta a fhorbairt, go háirithe trealamh pacáistithe LED bán. Tabharfaidh an t-alt seo isteach go hachomair stádas taighde agus feidhmithe pacáistithe LED ardchumhachta, déanfaidh sé anailís agus achoimre ar na príomhcheisteanna teicniúla sa phróiseas pacáistithe LED ardchumhachta, chun aird na gcomhghleacaithe baile a mhealladh, agus iarracht a dhéanamh an neamhspleáchas a bhaint amach de phríomhtheicneolaíochtaí agus de threalamh ardchumhachta faoi stiúir. .
Tá ról fíorthábhachtach ag teicneolaíocht phróiseas pacáistithe i bhfeidhmíocht LED. Is trí fhachtóirí mar struchtúr sliseanna, tréithe optoelectronic / meicniúla, feidhmchláir shonracha, agus costas a shocraítear go príomha an rogha pacáistithe LED, na hábhair, na struchtúir agus na próisis. Leis an méadú cumhachta, go háirithe forbairt na teicneolaíochta soilsithe soladstaide, cuireadh riachtanais nua agus níos airde ar aghaidh le haghaidh struchtúir optúla, teirmeacha, leictreacha agus meicniúla pacáistí LED. D'fhonn friotaíocht teirmeach an phacáiste a laghdú go héifeachtach agus éifeachtúlacht an tsolais a fheabhsú, ní mór smaoineamh teicniúil nua a ghlacadh don dearadh pacáiste. Ó thaobh na comhoiriúnachta próisis agus na gcostas táirgthe a ísliú, ba cheart dearadh an phacáiste LED a dhéanamh go comhuaineach leis an dearadh sliseanna, ie ba cheart struchtúr agus próiseas an phacáiste a chur san áireamh i ndearadh an phacáiste. Faoi láthair, is iad na príomhthreochtaí forbartha i struchtúr an phacáiste faoi stiúir cumhachta ná: miondealú méide, íoslaghdú a dhéanamh ar fhriotaíocht teirmeach an fheiste, paisteáil plánach, an teocht uasta a sheasann in aghaidh an acomhail, uasmhéadú flosc aon lampa; Is é an sprioc ná flosc lonrúil, éifeachtúlacht éadrom, agus solas a laghdú. Lobhadh, caillfidh éifeachtúlacht, comhchuibheas agus iontaofacht. I measc na bpríomhtheicneolaíochtaí atá ag pacáistiú LED ardchumhachta tá: teicneolaíocht scaipthe teirmeach, teicneolaíocht deartha optúla, teicneolaíocht deartha struchtúrtha, teicneolaíocht sciath fosfair, agus teicneolaíocht sádrála eutectic.
1, teicneolaíocht fuaraithe
Ní féidir le meánteocht an nód faoi stiúir dul thar 120 ° C. Fiú amháin na feistí is déanaí a thug Lumileds, Nichia, CREE, srl., Ní féidir le huasteocht an nód dul thar 1500 ° C. Dá bhrí sin, tá éifeacht radaíochta teirmeach feistí LED neamhbhríoch go bunúsach, agus is iad seoladh teasa agus comhiompar na príomhbhealaí chun LEDanna a dhíscaoileadh teasa. I ndearadh an diomailt teasa, déantar machnamh ar sheoladh teasa den chéad uair toisc go ndéantar an teas ón modúl pacáiste LED den chéad uair go dtí an doirteal teasa. Dá bhrí sin, is iad na hábhair nasctha agus an tsubstráit na príomhnaisc atá ag an teicneolaíocht astaithe teasa LED.
I measc na n-ábhar nasctha tá trí phríomhbhealach gliú seoltaí teirmeach, greamaigh seoltaí airgid agus sádróir cóimhiotail. Is cineál filler é an greamachán seoltaí teirmeach a bhfuil seoltacht theirmeach ard curtha leis laistigh den fhoshraith, amhail SiC, A1N, A12O3, SiO2, etc., rud a fheabhsaíonn a sheoladh teasa; is éard atá sa ghreamán seoltaí airgid ná ábhar cumaisc a fhoirmítear trí phúdar airgid a chur isteach san roisín eapocsa, agus cuirtear cruachan an ghreamaithe i bhfeidhm. Tá an teocht níos ísle go ginearálta ná 200 ° C, a bhfuil dea-sheoltacht theirmeach agus feidhmíocht nascáil iontaofa aige, ach tá an solas a ionsú ag an ghreamú airgid measartha mór, agus mar thoradh air sin laghdaítear éifeachtúlacht solais.
Cuimsíonn an tsubstráit trí phríomh-mhodh foshraithe ceirmeach go príomha, foshraith cheirmeach agus foshraith ilchodach. Foshraith LTCC den chuid is mó atá sa tsubstráit cheirmeach agus foshraith AIN. Tá go leor buntáistí ag an tsubstráit LTCC mar mhúnlú éasca, próiseas simplí, costas íseal agus éasca le cruthanna éagsúla a dhéanamh. Is ábhair den scoth iad Al agus Cu le haghaidh foshraitheanna pacáiste LED. Mar gheall ar sheoltacht ábhar miotail, is minic a bhíonn sé riachtanach an t-insliú dromchla a rith. Anodizing chun ciseal inslithe tanaí a dhéanamh ar an dromchla. I measc na gcomhábhar miotail maitrís tá ábhair ilchodacha bunaithe ar Cu agus ábhair ilchodacha Al-bhunaithe. Occhionero et al. iniúchadh ar chur i bhfeidhm AlSiC ar sceallóga smeach, feistí optoelectronic, gléasanna cumhachta, agus slogaidí teasa ardchumhachta. Comhlíonann graifíte pireolaitig a chur le AlSiC na ceanglais maidir le diomailt teasa níos airde. Tá cúig phríomhchineál foshraitheanna ilchodacha ann amach anseo: ábhair chadhéadacha monolithic, composites maitrís miotail, composites bunaithe ar pholaiméirí, comhábhair charbóin, agus cóimhiotail mhiotail ardleibhéil.
Ina theannta sin, tá tionchar mór ag an gcomhéadan pacáiste ar an bhfriotaíocht theirmeach. Is í an eochair chun an pacáiste LED a fheabhsú ná friotaíocht teirmeach agus comhéadan teagmhála a laghdú agus diomailt teasa a fheabhsú. Dá bhrí sin, tá sé thar a bheith tábhachtach go roghnófaí ábhar comhéadain theirmigh idir an tslis agus an tsubstráit doirteal teasa. Is féidir le húsáid sádróra ísealteochta nó sádróra eangaigh, greamaigh sádróra nó greamaigh seoltaí le nana-cháithníní mar ábhar comhéadan teirmeach friotaíocht teirmeach an chomhéadain a laghdú go mór.
2, teicneolaíocht deartha optúla
Cuimsíonn dearadh optúil an phacáiste LED dearadh optúil inmheánach agus dearadh optúil seachtrach.
Is í an eochair do dhearadh optúil inmheánach ná gliú potaithe a roghnú agus a chur i bhfeidhm. Nuair a roghnaítear gliú potaithe, ní mór go mbeadh traiseoladh ard solais, ard-athraonadh athraonta, cobhsaíocht theirmeach mhaith, so-athraitheacht mhaith agus spraeáil éasca. D'fhonn iontaofacht an phacáiste LED a fheabhsú, ní mór go mbeadh hygroscopicity íseal, strus íseal, teocht agus cosaint chomhshaoil ag teastáil don chomhdhúil potaithe. Ar na comhdhúile potaithe a úsáidtear faoi láthair tá roisín eapocsa agus glóthach shilice. Ina measc, tá tarchuradóireacht solais ard (tarchuradóireacht ard i raon infheicthe de níos mó ná 99%), glóra athraonta ard (1.4 go 1.5), cobhsaíocht theirmeach mhaith (is féidir le teochtaí arda de 200 ° C), agus strus íseal ( Modulus Young) Íseal), hygroscopicity íseal (níos lú ná 0.2%), etc., i bhfad níos fearr ná roisín eapocsa, a úsáidtear go forleathan i bpacáistiú LED ardchumhachta. Mar sin féin, tá tionchar mór ag an teocht chomhthimpeallach ar fheidhmíocht ghlóthach shilice, a théann i bhfeidhm ar éifeachtacht solais LED agus dáileadh déine solais. Dá bhrí sin, ní mór an próiseas ullmhúcháin maidir le glóthach shilice a fheabhsú.
Tagraíonn an dearadh optúil seachtrach do chóineasú agus do mhúnlú an bhíoma ag dul as oifig chun réimse éadrom a chruthú le dáileadh déine fiú. Áirítear leis go príomha dearadh comhchruinnithe machnamhach (optaic phríomhúla) agus dearadh lionsa a mhúnlú (optaic thánaisteach). I gcás modúil eagar, áirítear dáileadh eagair sliseanna freisin. I measc na lionsaí a úsáidtear go coitianta tá lionsaí dronnach, lionsaí cuasacha, scátháin sféarúla, lionsaí Fresnel, lionsaí comhcheangailte, srl. Is féidir leis an modh tionóil lionsaí agus soilse ardchumhachta a bheith aerdhíonach agus leathcheallach. Le blianta beaga anuas, agus an taighde á dhoimhniú, agus na riachtanais chomhtháthaithe i ndiaidh pacáistithe á n-úsáid, úsáideann an lionsa a úsáidtear chun mún a mhúnlú eagar micreach, agus is féidir leis an eagar micreach cóineasú déthoiseach, múnlú, comhleá, etc. cosán. Tá na buntáistí a bhaineann le beachtas ailínithe ard, monaraíocht áisiúil agus iontaofa, agus cúpláil éasca le feistí comhphlánacha eile. Taispeánann taighde gur féidir le húsáid eagair ilghníomhacha in ionad gnáth-lionsaí nó micreafhaiseanna Fresnel feabhas mór a chur ar cháilíocht an bhíoma agus déine an tsolais astaithe a mhéadú. Is iad na soilse an teicneolaíocht nua is tuar dóchais inti do mhúnlú bhíoma.
3, struchtúr pacáiste LED
Tá teicneolaíocht agus struchtúr pacáistithe LED i gceithre chéim i gceannas, pacáiste cumhachta, sliseanna (SMD), sliseanna ar bord (COB).
(1) Pacáiste luaidhe LED
Úsáideann an pacáiste coise faoi stiúir frámaí luaidhe mar bhioráin do chineálacha éagsúla pacáiste. Is é an chéad struchtúr pacáiste a forbraíodh go rathúil ar an margadh. Tá éagsúlacht na dtáirgí ard, tá aibíocht na teicneolaíochta ard, agus tá an struchtúr agus an ciseal machnamhach laistigh den phacáiste fós á fheabhsú. Is iondúil go n-úsáidtear é i struchtúr pacáiste 3 ~ 5mm, agus úsáidtear é go hiondúil le haghaidh pacáistí LED le sruth íseal (20 ~ 30mA) agus cumhacht íseal (níos lú ná 0.1W). Úsáidtear é den chuid is mó le haghaidh taispeáint nó léiriú ionstraime, agus is féidir é a úsáid freisin mar scáileán taispeána do chomhtháthú ar scála mór. Is é an míbhuntáiste ná go bhfuil friotaíocht teirmeach mhór sa phacáiste (níos airde ná 100K / W i gcoitinne) agus go bhfuil saol gearr aige.
(2) Pacáiste faoi stiúir Power
Forbraítear an tslis LED agus an pacáiste i dtreo ardchumhachta. Faoin sruth ard, tá an flosc lonrúil 10-20 uair níos mó ná an flosc Φ5mm faoi stiúir. Caithfear na hábhair éifeachtacha teasa a dhíscaoileadh agus na hábhair phacáistithe neamh-táireach a úsáid chun an fhadhb lobhadh solais a réiteach. Dá bhrí sin, tá an pacáiste agus an pacáiste lárnach freisin. Tá teicneolaíocht, pacáistí LED ar féidir leo roinnt cumhacht W a sheasamh. Tá sraith 5W bán, glas, glas glas, soilse cumhachta gorma ar fáil ó thús 2003. Sroicheann an t-aschur solais bán faoi stiúir 1871m, is é an solas éadrom ná 44.31 lm / W fadhb lobhadh solais glas, agus an LED is féidir a sheasamh le cumhacht 10W Forbraítear. Tube; méid 2.5mm X2.5mm, is féidir leis oibriú ag 5A aschur reatha, solas suas go dtí 2001 lm, mar go bhfuil go leor spás forbartha ag foinse solad soilsithe.
(3) Pacáiste LED LED mount (SMD)
Chomh luath le 2002, ghlac an margadh le LEDanna pacáistithe feistithe dromchla (SMDLEDs) de réir a chéile, agus fuair siad sciar áirithe den mhargadh. Ón bpríomhphacáiste go SMD, bhí sé ag teacht le treocht forbartha an tionscail leictreonaigh iomláin, agus thug go leor monaróirí a leithéid de tháirgí isteach.
Is é SMDLED an sciar is mó den mhargadh pacáistithe sa mhargadh LED faoi láthair. Úsáideann an struchtúr pacáiste LED seo próiseas mhúnlaithe insteallta chun an fráma luaidhe miotail i bplaisteach PPA a wrap agus foirmíonn sé cupán frithchaiteora de chruth ar leith. Síneann an fráma luaidhe miotail ó bhun an chupáin fhrithchaite go dtí taobh na feiste. Cruthaítear bioráin na bhfeistí trí chothromú amach nó isteach. Tá teicneolaíocht soilsithe LED bán ag gabháil leis an struchtúr SMDLED feabhsaithe. D'fhonn tomhaltas cumhachta aon ghléas LED amháin a mhéadú chun gile na feiste a mhéadú, thosaigh innealtóirí ar bhealaí a aimsiú chun friotaíocht teirmeach SMDLED a laghdú agus thug siad coincheap an doirteal teasa isteach. Laghdaíonn an struchtúr feabhsaithe seo airde an bhunstruchtúir SMDLED. Cuirtear an fráma luaidhe miotail díreach ar bun an ghléas LED. Déantar an cupán machnamhach trí phlaisteach a instealladh timpeall an fhráma miotail. Cuirtear an tslis ar an bhfráma miotail. Déantar an fráma miotail a shádráil go díreach tríd an ghreamú sádróra. Cruthaítear cainéal ídithe teasa ingearach ar an mbord ciorcaid. Mar gheall ar fhorbairt teicneolaíochta ábhartha, tá teicneolaíocht pacáistithe SMD tar éis na fadhbanna luatha a bhaineann le diomailt teasa agus saol seirbhíse a shárú, agus is féidir í a úsáid chun sceallóga faoi stiúir bán ardchumhachta de 1 ~ 3W a phacáil.
(4) Pacáiste faoi stiúir COB
Is féidir leis an bpacáiste COB iomad sliseanna a phacáistiú go díreach ar an mbord ciorcaid phriontáilte atá bunaithe ar mhiotal MCPCB, agus teas a dhíbirt tríd an tsubstráit go díreach, rud a laghdaíonn an próiseas monaraíochta agus costas na lúibíní, ach a bhfuil sé de bhuntáiste aige freisin go laghdófaí an teas. Is féidir leis an PCB a bheith ina ábhar FR-4 ar chostas íseal (eapocsa athneartaithe snáithín gloine) nó ilchodach seoltacht teirmeach ardbhunaithe nó ceirmeach (mar fhoshraith alúmanaim nó foshraith cheirmeach chopair). Is féidir an nascadh sreinge a dhéanamh trí nascadh teirmeachónach (nascadh liathróid sreinge óir) ag teocht ard agus nascadh ultrasonach ag gnáthteocht (táthú alúmanaim uirlis leadránach). Úsáidtear teicneolaíocht COB den chuid is mó le haghaidh pacáistiú LED de eagair il-sliseanna ardchumhachta. I gcomparáid le SMD, ní hamháin go méadaíonn sé go mór an dlús cumhachta pacáiste, ach laghdaíonn sé freisin friotaíocht teirmeach an phacáiste (go ginearálta 6-12W / m · K).
Ó thaobh costais agus feidhmithe de, is é COB an treo príomhshrutha de dhearadh soilsithe sa todhchaí. Tá iolrachas sliseanna LED atá suite ar an bhfoshraith i modúl LED an phacáiste COB. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn gile sliseanna an gile, ach éascaíonn sé freisin cumraíocht réasúnach na sliseanna LED agus laghdaítear an méid reatha ionchuir i sliseanna LED amháin chun ard-éifeachtúlacht a chinntiú. Ina theannta sin, is féidir leis an bhfoinse solais dhromchla seo fairsingiú mór a dhéanamh ar limistéar díscaoilte teasa an phacáiste, ionas gur féidir teas a dhéanamh níos éasca go dtí an cásáil sheachtrach. Is é an cleachtas traidisiúnta luminaire LED ná: Gléas faoi stiúir foinse solais faoi stiúir - modúl foinse solais MCPCB - luminaire faoi stiúir, bunaithe go príomha ar an gcleachtas nach n-úsáideann na croí-chomhpháirteanna foinse solais is infheidhme, ní hamháin ó thaobh ama de, ach costasach freisin. Go deimhin, má ghlacann tú an bealach "modúl foinse solais COB - lampa LED", is féidir leis an lucht saothair agus an t-am a shábháil, agus féadfaidh sé costas pacáistiú feistí a shábháil.
Go hachomair, cibé an pacáiste gléas aonair nó pacáiste modúlach COB é, ó chumhacht íseal go cumhacht ard, tá struchtúr an phacáiste LED deartha timpeall ar an dóigh le friotaíocht teirmeach na feiste a laghdú, an t-aschur solais a fheabhsú agus iontaofacht a fheabhsú.
4, teicneolaíocht sciath fosfair
Tá an struchtúr comhshó solais, is é sin, an struchtúr brataithe fosfair, dírithe go príomha ar theicneolaíocht soilsithe solais bháin LED, agus tá sé mar aidhm aige an tonnfhad níos giorra a astaítear ag an tslis LED a thiontú ina sholas tonnfhaid níos faide atá comhlántach leis an dath comhlántach (dath bán comhlántach).
Faoi láthair, tá trí bhealach ann chun solas bán a tháirgeadh trí fhosfar a úsáid: gorm faoi stiúir le fosfar buí; gorm faoi stiúir le fosfar dearg agus glas; UV-LED le fosfairí dearga, glasa agus gorm. Ina measc siúd, is cineál sliseanna singil den chuid is mó iad na soilse bána tráchtála, le gorm LED agus fosfar buí. Ní thuairiscítear ach an modh giniúna solais ghoirm de LED LED le fosfar dearg agus glas i bpaitinní OSRAM, Lumileds, srl., Ach ní thráchtálú é. Tá táirgí le feiceáil, agus tá an tslí a ndéantar UV-LEDanna a chomhcheangal le fosfairí trí dhath fós á bhforbairt.