+
¿Cuál es el núcleo técnico de las luces LED?
- Autor:Innotech
- Fuente:Innotech
- Suelte el:2018-08-27
La tecnología de empaquetado LED se desarrolla y se desarrolla sobre todo en base a la tecnología discreta de empaquetamiento de dispositivos, pero tiene una gran especialidad. En general, la matriz del dispositivo discreto está sellada dentro del paquete, y el paquete funciona principalmente para proteger la matriz y completar la interconexión eléctrica. El paquete de LED es para completar la señal eléctrica de salida, proteger el funcionamiento normal de la matriz, la salida: la función de luz visible, los parámetros eléctricos, el diseño óptico y los requisitos técnicos, no pueden simplemente usar el paquete de dispositivo discreto para LED.
Luego de ingresar al siglo XXI, la alta eficiencia, el brillo ultra alto y la totalización del LED continúan desarrollándose e innovando. Los efectos de luz LED rojos y anaranjados han alcanzado los 100Im / W, los LED verdes son 501m / W, y el flujo luminoso de los LED individuales ha llegado a docenas. Estoy. Los chips y paquetes LED ya no siguen el concepto de diseño tradicional y el modo de fabricación de Gong. En términos de aumentar la salida de luz del chip, la investigación y el desarrollo no se limitan a cambiar la cantidad de impurezas en el material, los defectos y dislocaciones del reticulado para mejorar la eficiencia interna y cómo mejorar. La estructura interna del troquel y el paquete mejoran la la probabilidad de emisión de fotones dentro del LED, mejora la eficiencia de la luz, soluciona la disipación de calor, optimiza el diseño de la extracción de luz y el disipador de calor, mejora el rendimiento óptico y acelera el proceso SMD de montaje superficial. .
1, tipo de estructura de embalaje del producto
Desde la década de 1990, la tecnología de fabricación de chips y materiales LED ha logrado muchos avances en investigación y desarrollo, estructura trapezoidal de sustrato transparente, estructura superficial texturizada, estructura de inversión de virutas, brillo ultra alto comercial (por encima de 1cd) rojo, naranja, amarillo, verde y los productos LED azules se han preguntado uno tras otro. Como se muestra en la Tabla 1, en 2000, se aplicaron aplicaciones en iluminación especial de flujo de luz media y baja. Los alcances superior y medio de la industria LED han recibido una atención sin precedentes, promoviendo aún más la tecnología de envasado posterior y el desarrollo industrial. Los diferentes tipos de estructuras y tamaños de paquetes, diferentes matrices de colores luminiscentes y su combinación de dos colores o tres colores pueden producir una variedad de series, variedad, especificaciones del producto.
Los tipos de estructuras de paquetes de productos LED se muestran en la Tabla 2, y también se clasifican según las características del color de la luz, el material del chip, el brillo de la luz, el tamaño y similares. Una única matriz generalmente constituye una fuente puntual, y una pluralidad de conjuntos de matriz generalmente constituyen una fuente de superficie y una fuente de línea para información, indicación de estado y visualización. La pantalla de iluminación también usa una pluralidad de matrices, a través de conexiones apropiadas de las matrices (incluyendo series y Paralelas) combinadas con una estructura óptica adecuada para formar el segmento de iluminación y el punto de iluminación de la pantalla iluminada. Los LED de montaje en superficie pueden reemplazar gradualmente a los LED de tipo pin, y el diseño de la aplicación es más flexible. Ha ocupado una cierta cuota en el mercado de pantallas LED y tiene una tendencia de desarrollo acelerado. Se han lanzado algunas fuentes de iluminación de estado sólido, que se convertirán en la dirección de desarrollo a mediano y largo plazo de los LED en el futuro.
2, paquete principal
El paquete de patas LED utiliza marcos principales como pasadores para varios tipos de paquetes. Es la primera estructura de paquete desarrollada con éxito en el mercado. La variedad de productos es alta, la tecnología de madurez es alta y la estructura y la capa reflectante dentro del paquete aún se están mejorando. Los LED estándar son considerados por la mayoría de los clientes como la solución más conveniente y económica en la industria de la visualización. Los LED típicos están alojados en un gabinete que puede soportar 0.1W de potencia de entrada, 90% del cual está fijado por el polo negativo. El rack se distribuye a la PCB y luego se libera en el aire. Cómo reducir el aumento de temperatura de la unión pn durante el funcionamiento es imprescindible para el envasado y la aplicación. El material encapsulante está hecho principalmente de resina epoxi de curado a alta temperatura, que tiene un excelente rendimiento óptico, buena adaptabilidad de proceso, alta disponibilidad de producto, y puede convertirse en un paquete transparente o incoloro transparente y de color disperso o incoloro, diferentes lentes. La forma constituye varias formas y tamaños. Por ejemplo, la forma circular se divide en varios tipos de acuerdo con el diámetro: Φ2 mm, Φ3 mm, Φ4.4 mm, Φ5 mm, Φ7 mm, etc., y diferentes componentes de la resina epoxi pueden producir diferentes efectos de iluminación. La fuente de luz del punto de color tiene una variedad de estructuras de paquetes diferentes: el paquete de resina epoxi base cerámica tiene un mejor rendimiento de temperatura de trabajo, el cable puede doblarse en la forma deseada y el volumen es pequeño; el paquete de cubierta reflectante de plástico de base metálica es una luz indicadora de ahorro de energía. Adecuado para indicación de potencia; el chip de circuito oscilante CMOS parpadeante y el paquete de LED, pueden producir luz intermitente autogenerada con un fuerte impacto visual; El tipo de dos colores consiste en dos matrices de colores luminiscentes diferentes, empacadas en el mismo epoxi. En el lente de resina, se puede obtener un tercer color mezclado además de los dos colores, que es ampliamente utilizado en un sistema de pantalla grande, y puede ser empacado para formar un dispositivo de visualización de dos colores; el tipo de voltaje es una combinación de un chip de fuente de corriente constante y un dado de LED. Puede reemplazar directamente los diversos indicadores de voltaje de 5-24V. La fuente de luz de superficie se forma uniendo una pluralidad de matrices de LED a una posición predeterminada de la placa de micro PCB, y se forma usando una cubierta de marco reflectante de plástico y rellenando la resina epoxídica. Los diferentes diseños de la placa PCB determinan la disposición y la forma de conexión de los cables externos, y la doble fila es recta. Insertar y una sola fila en línea y otras formas estructurales. Las fuentes de luz de punto y superficie se han desarrollado en cientos de formas y tamaños de paquetes para el mercado y los clientes.
La pantalla de emisión de luz LED puede estar compuesta por un tubo digital o un tubo de medición, un tubo de símbolos y un tubo rectangular para formar diversos productos, y está diseñado en varias formas y estructuras de acuerdo con las necesidades reales. Tome el tubo digital como ejemplo, hay tres tipos de estructuras de paquetes, como una cubierta reflectora, un tipo integrado de un solo chip y un tipo único de siete segmentos. El modo de conexión incluye un ánodo común y un cátodo común. Uno es un tubo digital comúnmente conocido, y dos o más. Generalmente se conoce como una pantalla. El tipo de reflector tiene las características de fuente grande, ahorro de material y ensamblaje flexible. Por lo general, está hecho de plástico blanco en una carcasa de siete secciones con una cavidad reflectante, y un único LED se une a las siete cámaras reflectantes del reflector. En la placa PCB que está alineada entre sí, la posición central de la parte inferior de cada cavidad de reflexión es el área emisora de luz formada por la matriz, y el cable conductor se adhiere mediante un método de soldadura a presión, y la resina epoxi se cae en la cubierta de reflexión, y la placa PCB de la matriz está unida. Unido en su lugar y luego curado. El tipo de cubierta reflectante se divide en sello de aire y sello sólido. El primero usa resina epoxi con agente de dispersión y colorante, y se usa principalmente para dispositivos de unidad y de doble posición; este último está cubierto con un filtro de color y una película uniforme, y está en el molde. La placa inferior está recubierta con pegamento aislante transparente para mejorar la eficiencia de emisión de luz, y generalmente se usa para la visualización digital de cuatro o más dígitos. El método integrado monolítico es fabricar un gran número de troqueles gráficos de pantalla digital de siete segmentos en una oblea de material luminiscente, y luego cortar en dados en una matriz de un solo diseño, unir, soldar a presión y encapsular una lente con una lente (comúnmente conocido como lente ojo de pez). Un chip LED de área grande de siete segmentos que ha sido fabricado en una tira emisora de luz que contiene uno o más troqueles, de modo que las mismas siete piezas están unidas al marco de corte de forma digital, y están soldadas a presión y epoxy. Construcción de paquete de resina. Las características monolíticas y de banda única están miniaturizadas y se pueden usar en paquetes dobles en línea, principalmente para productos especializados. La pantalla de la columna de luz LED alberga 101 matrices (hasta 201 matrices) en una placa de circuito de 106 mm de longitud. Es un paquete de alta densidad que utiliza principios de refracción óptica para obtener imágenes de la fuente puntual a través de 13-15 tiras de cubierta transparente. Se completa la visualización punto a línea de cada matriz y la tecnología de embalaje es más complicada.
El mecanismo de electroluminiscencia de la unión semiconductora pn determina que es imposible que el LED produzca luz blanca con espectro continuo. Al mismo tiempo, es imposible que un solo LED produzca más de dos tipos de luz monocromática de alto brillo. Solo se puede usar para empacar con sustancias fluorescentes, LED azules o ultravioletas. El fósforo se recubre sobre la matriz para generar indirectamente un espectro de banda ancha, y la luz blanca se sintetiza; o una pluralidad de (dos o tres o más) dados de diferentes colores se empaquetan en una carcasa de componente, y el LED blanco se forma mezclando las luces de color. . Ambos métodos han sido puestos en uso práctico. En 2000, Japón produjo 100 millones de LED blancos, que se convirtieron en una clase de productos que emiten luz blanca estable. El diseño de múltiples LED blancos no fue requerido para cumplir con los requisitos de flujo luminoso. Señor, la búsqueda de una nueva fuente de luz eléctrica.
3, paquete de montaje en superficie
En 2002, los LED empaquetados de montaje en superficie (LEDs SMD) fueron aceptados gradualmente por el mercado y ganaron una cierta cuota de mercado. Desde el paquete de plomo hasta SMD, se ajustaba a la tendencia de desarrollo de toda la industria de la electrónica, y muchos fabricantes introdujeron dichos productos.
La mayoría de los primeros LED SMD se modificaron con SOT-23 con un cuerpo de plástico transparente. Las dimensiones externas eran de 3,04 × 1,11 mm, y el contenedor tipo carrete se grabó. Basado en SOT-23, se desarrolla la serie SLM-125 con SMD de alto brillo con lente y LED de la serie SLM-245. El primero es iluminación monocromática, y el último es iluminación de dos o tres colores. En los últimos años, SMD LED se ha convertido en un punto de acceso de desarrollo, que resuelve los problemas de brillo, ángulo de visión, planeidad, fiabilidad, consistencia, etc., utilizando placas de PCB más ligeras y material de capa reflectante, que debe rellenarse en la capa reflectante. Menos resina epoxi y elimine los pasadores de material de acero al carbono más pesados. Al reducir el tamaño y el peso, puede reducir fácilmente el peso del producto a la mitad y finalmente hacer que la aplicación sea perfecta. Especialmente adecuado para pantallas a todo color de interior y semi-exterior. Aplicación de pantalla.
La Tabla 3 muestra varias dimensiones de los LED SMD comunes, así como la mejor distancia de visualización calculada a partir de las dimensiones (más la separación necesaria). La almohadilla es un canal importante para la disipación de calor. Los datos del LED SMD proporcionados por el fabricante se basan en un panel de 4.0 × 4.0 mm. La soldadura por reflujo se puede usar para diseñar el pad para que sea igual al pin. Los productos LED de brillo ultra alto se pueden empaquetar en PLCC (paquete de plástico con portador de chips de plomo) -2, las dimensiones externas son de 3,0 × 2,8 mm y la matriz de alto brillo se ensambla mediante un método único. La resistencia térmica del producto es de 400 K / W, que se puede presionar. Soldadura CECC, su intensidad luminosa es de 1250 mcd con una corriente de conducción de 50 mA. Los dispositivos de visualización LED SMD de uno, dos, tres y cuatro segmentos de siete segmentos tienen una altura de caracteres de 5.08-12.7 mm y un amplio rango de tamaño de visualización. El paquete PLCC evita la inserción manual y los procesos de alineación de pines necesarios para la visualización digital de siete segmentos del pin, y cumple con los requisitos de producción del dispositivo automático de pick-and-place. El espacio de diseño de la aplicación es flexible y la pantalla es clara y brillante. El paquete PLCC multicolor cuenta con un reflector externo que se puede combinar fácilmente con un LED o una guía de luz para reemplazar el diseño óptico transmisivo actual con una versión reflectante para proporcionar una iluminación uniforme en un área amplia, desarrollado a 3.5V, 1A unidad de potencia SMD Paquete de LED que funciona bajo condiciones.
4, paquete de energía
El chip y el paquete de LED se desarrollan en la dirección de alta potencia. Bajo la alta corriente, el flujo luminoso es 10-20 veces más grande que la del LED de Φ5mm. La disipación efectiva del calor y los materiales de empaque no degradados se deben usar para resolver el problema de la disminución de la luz. Por lo tanto, el paquete y el paquete también son la clave. La tecnología, los paquetes de LED que pueden soportar varios W de potencia han surgido. Los LED de potencia serie 5W blanco, verde, azul verde, azul han estado disponibles desde principios de 2003. La salida de luz LED blanca alcanza 1871m, la eficiencia de luz es 44.31m / W problema de decaimiento de luz verde, y el LED que puede soportar 10W de potencia es desarrollado. El tubo de área; el tamaño del crisol es de 2.5 × 2.5 mm, puede trabajar bajo la corriente de 5 A y la salida de luz alcanza los 2001 m. Tiene un gran espacio de desarrollo como fuente de iluminación sólida.
Los LED de potencia de la serie Luxeon están soldadas al chip de soldadura con amortiguadores de soldadura, y luego el transportador de silicona soldado se coloca en el disipador de calor y el paquete, y los cables de unión se empacan. Este paquete está optimizado para la eficiencia de extracción de luz, el rendimiento de disipación de calor y una mayor densidad de corriente operativa. Sus principales características: baja resistencia térmica, generalmente solo 14 ° C / W, solo 1/10 de LED convencional; alta * alta flexibilidad, el paquete se llena con un gel flexible estable, en el rango de -40-120 ° C, no será El estrés interno generado por cambios repentinos de temperatura desconecta el cable de oro del marco del cable y evita que el lente epoxi de volverse amarillo El marco principal no se tiñe por oxidación. El diseño óptimo de la copa del reflector y la lente hace que el patrón de radiación sea controlable. La eficiencia óptica es la más alta. Además, su potencia óptica de salida, eficiencia cuántica externa y otras propiedades son excelentes, y la fuente de luz LED sólida se ha desarrollado a un nuevo nivel.
La estructura del paquete de los LED de potencia de la serie Norlux es una combinación multi-chip de una placa de aluminio hexagonal como base (lo que la hace no conductora). La base tiene un diámetro de 31,75 mm, y el área emisora de luz está situada en el centro de la misma, y el diámetro es de aproximadamente 0,375 × 25,4 mm. 40 LED muere, la placa de aluminio también se utiliza como forro térmico. Los alambres de unión del troquel están conectados a los electrodos positivo y negativo a través de dos puntos de contacto hechos en la base, y el número de troqueles alineados en la base se determina de acuerdo con la potencia óptica de salida requerida, y el brillo ultra alto empaquetado AlGaInN y AlGaInP se puede combinar. El troquel, que emite luz en un solo color, color o blanco sintético, finalmente se encapsula en una forma ópticamente diseñada con un material de alto índice de refracción. El paquete adopta un paquete convencional de alta densidad con alta densidad, alta eficiencia de extracción de luz, baja resistencia térmica, mejor protección del troquel y alambres de unión, y alta potencia de salida de luz bajo alta corriente, que también es un futuro prometedor. Fuente de luz LED sólida.
En la aplicación, el producto envasado se puede ensamblar en una PCB de núcleo metálico con capa intermedia de aluminio para formar un LED de densidad de potencia. La PCB se utiliza como el cableado para la conexión del electrodo del dispositivo, y la capa intermedia del núcleo de aluminio se puede usar como un forro térmico. Mayor flujo luminoso y eficiencia de conversión fotoeléctrica. Además, los LEDs SMD empaquetados son pequeños en tamaño y se pueden combinar de manera flexible para formar una variedad de fuentes de iluminación, como tipo de módulo, tipo de guía de luz, tipo de concentración y tipo reflectante.
Las características térmicas de los LED de potencia afectan directamente la temperatura de funcionamiento, la eficiencia luminosa, la longitud de onda de iluminación y la vida útil de los LED. Por lo tanto, el diseño del embalaje y la tecnología de fabricación de los chips LED de potencia son particularmente importantes.
