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Quel est le noyau technique des lumières LED?

  • Auteur:Innotech
  • Source:Innotech
  • Relâchez le:2018-08-27

La technologie d’emballage LED est principalement développée et développée sur la base de la technologie d’emballage de dispositifs discrets, mais elle est très spécialisée. En général, la matrice du dispositif discret est scellée à l'intérieur du boîtier et le boîtier fonctionne principalement pour protéger la puce et terminer l'interconnexion électrique. Le package LED doit compléter le signal électrique de sortie, protéger le fonctionnement normal de la matrice, sortie: la fonction de lumière visible, à la fois les paramètres électriques, la conception optique et les exigences techniques, ne peuvent pas simplement utiliser le boîtier discret pour LED.

Après être entré dans le 21ème siècle, la haute efficacité des LED, leur très haute luminosité et leur colorisation continue à se développer et à innover. Les effets lumineux LED rouge et orange ont atteint 100Im / W, les LED vertes 501m / W et le flux lumineux des LED simples a atteint des dizaines. Je suis. Les puces et les boîtiers LED ne suivent plus le concept de conception traditionnel et le mode de fabrication de Gong. En termes d'augmentation du flux lumineux de la puce, la recherche et le développement ne se limitent pas à modifier la quantité d'impuretés dans le matériau, les défauts du réseau et les dislocations pour améliorer l'efficacité interne et améliorer la structure interne de la matrice. probabilité d'émission de photons à l'intérieur de la LED, améliore l'efficacité de la lumière, résout la dissipation thermique, optimise la conception de l'extraction de la lumière et du dissipateur thermique, améliore les performances optiques et accélère le processus CMS à montage en surface. .


1, type de structure d'emballage de produit

Depuis les années 1990, la technologie de fabrication de puces et de matériaux LED a fait de nombreuses percées dans la recherche et le développement, la structure trapézoïdale transparente du substrat, la structure de surface texturée, la structure ultra-brillante commerciale les produits LED bleus ont été demandés les uns après les autres. Comme le montre le tableau 1, en 2000, des applications en éclairage spécial à flux faible et moyen ont été appliquées. Les secteurs supérieurs et moyens de l’industrie des LED ont fait l’objet d’une attention sans précédent, favorisant davantage la technologie de conditionnement en aval et le développement industriel. Différents types de structures et de tailles d'emballage, différentes matrices de couleurs luminescentes et leur combinaison bicolore ou tricolore peuvent produire une variété de séries, de variétés et de spécifications du produit.

Les types de structures d'emballage de produit à DEL sont indiqués dans le tableau 2 et sont également classés en fonction des caractéristiques de la couleur de la lumière, du matériau de la puce, de la luminosité de la lumière, de sa taille et similaires. Une seule matrice constitue généralement une source ponctuelle, et plusieurs ensembles de matrices constituent généralement une source de surface et une source de ligne pour des informations, une indication d'état et un affichage. L'affichage d'éclairage utilise également une pluralité de matrices, grâce à des connexions appropriées des matrices (y compris en série et en parallèle) combinées à une structure optique appropriée pour former le segment d'éclairage et le point d'éclairage de l'affichage éclairé. Les LED à montage en surface peuvent remplacer progressivement les LED à broche et la conception de l'application est plus flexible. Il a occupé une certaine part du marché des écrans LED et a une tendance de développement accélérée. Certaines sources d'éclairage à semi-conducteurs ont été lancées, ce qui deviendra la direction du développement des LED à moyen et long terme.

2, paquet de plomb


Le boîtier de pied à DEL utilise des grilles de connexion comme broches pour différents types de boîtier. C'est la première structure d'emballage développée avec succès sur le marché. La variété de produits est élevée, la maturité technologique est élevée et la structure et la couche réfléchissante à l'intérieur de l'emballage sont encore améliorées. Les LED standard sont considérées par la plupart des clients comme la solution la plus pratique et la plus économique du secteur des écrans. Les LED typiques sont logées dans un boîtier pouvant supporter 0,1 W de puissance d'entrée, dont 90% sont bloqués par le pôle négatif. Le rack est distribué sur le PCB puis libéré dans l'air. Comment réduire l'élévation de température de la jonction pn pendant le fonctionnement est un must pour l'emballage et l'application. Le matériau d'encapsulation est principalement constitué de résine époxy durcissant à haute température, qui présente d'excellentes performances optiques, une bonne adaptabilité au procédé, une grande disponibilité du produit et peut être transformé en lentille transparente ou colorée transparente ou colorée ou en lentilles incolores. La forme constitue différentes formes et tailles. Par exemple, la forme circulaire est divisée en plusieurs types selon le diamètre: Φ2mm, 3mm, .44.4mm, and5mm, Φ7mm, etc., et différents composants de la résine époxy peuvent produire différents effets d'éclairage. La source de lumière de point de couleur a une variété de différentes structures d'emballage: l'emballage en résine époxy à base de céramique a de meilleures performances de température de travail, le plomb peut être plié dans une forme souhaitée et le volume est petit; Le boîtier de protection en plastique à base de métal est un voyant d’économie d’énergie. Convient pour l'indication de puissance; la puce de circuit oscillant de CMOS clignotante et le paquet de puce de LED, peuvent produire la lumière clignotante auto-générée avec l'impact visuel fort; type bicolore se compose de deux matrices de couleurs luminescentes différentes, emballées dans le même époxy Dans la lentille en résine, une troisième couleur mélangée peut être obtenue en plus des deux couleurs, qui est largement utilisée dans un système d'affichage grand écran, et peut être emballé pour former un dispositif d'affichage à deux couleurs; le type de tension est une combinaison d'une puce de source de courant constant et d'une matrice de LED. Peut remplacer directement les différents indicateurs de tension de 5-24V. La source de lumière de surface est formée en liant une pluralité de matrices de diodes électroluminescentes à une position prédéterminée de la microparte de PCB, et est formée en utilisant un couvercle de cadre réfléchissant en plastique et en empotant la résine époxy. Les différentes conceptions du circuit imprimé déterminent la disposition et la connexion des câbles extérieurs et la double rangée est droite. Insérez et une seule ligne en ligne et d'autres formes structurelles. Des sources lumineuses ponctuelles et de surface ont été développées dans des centaines de formes et de tailles d'emballage pour le marché et les clients.

L'écran LED peut être composé d'un tube numérique ou d'un tube de mesure, d'un tube à symboles et d'un tube rectangulaire pour former différents produits. Il est conçu en différentes formes et structures en fonction des besoins réels. Prenons l'exemple du tube numérique. Il existe trois types de structures de boîtiers, telles qu'un couvercle de réflecteur, un type intégré à une seule puce et un seul type à sept segments. Le mode de connexion comprend une anode commune et une cathode commune. L'un est un tube numérique communément connu, et deux ou plus. Généralement appelé affichage. Le type de réflecteur présente les caractéristiques d'une grande police, d'un gain de matière et d'un assemblage flexible. Il est généralement fait de plastique blanc dans un boîtier à sept sections avec une cavité réfléchissante, et une seule matrice de LED est liée aux sept chambres réfléchissantes du réflecteur. Sur la carte de circuit imprimé qui est alignée l'une sur l'autre, la position centrale du fond de chaque cavité de réflexion est la zone émettrice de lumière formée par la matrice, et le fil conducteur est lié par une méthode de soudage par pression. dans le couvercle de réflexion, et la carte PCB de la matrice est liée. Collé en place puis guéri. Le type de couvercle réfléchissant est divisé en joint d'étanchéité à l'air et joint solide. Le premier utilise une résine époxy avec un agent diffusant et un colorant, et est principalement utilisé pour les dispositifs unitaires et à double position; la plaque de fond est recouverte de colle isolante transparente pour améliorer l'efficacité de l'émission de lumière et est généralement utilisée pour l'affichage numérique de quatre chiffres ou plus. La méthode intégrée monolithique consiste à fabriquer un grand nombre de matrices d’affichage numérique à sept segments sur une plaquette de matériau luminescent, puis à découper en une matrice de découpe à motif unique, à coller, à souder par pression et à encapsuler une lentille (généralement connu sous le nom de lentille fisheye). Une puce à DEL de grande surface à sept segments unique qui a été fabriquée en une bande électroluminescente contenant une ou plusieurs matrices, de sorte que les sept mêmes pièces sont collées au cadre de coupe en forme numérique et soudées par pression époxy. Construction de colis en résine. Les caractéristiques monolithiques et à bande unique sont miniaturisées et peuvent être utilisées dans des boîtiers en ligne doubles, principalement pour les produits spécialisés. L’affichage de la colonne lumineuse à LED contient 101 matrices (jusqu’à 201 matrices) sur une carte de circuit imprimé de 106 mm de longueur. C'est un boîtier haute densité qui utilise des principes de réfraction optique pour imager la source ponctuelle à travers 13 à 15 bandes de couverture transparente. L'affichage point à ligne de chaque matrice est terminé et la technologie d'emballage est plus compliquée.


Le mécanisme d'électroluminescence de la jonction pn à semi-conducteur détermine qu'il est impossible pour une LED de produire une lumière blanche à spectre continu. Dans le même temps, il est impossible pour une seule LED de produire plus de deux types de lumière monochromatique à haute luminosité. Il ne peut être utilisé que pour des emballages contenant des substances fluorescentes, des LED bleues ou ultraviolettes. Le phosphore est appliqué sur la matrice pour générer indirectement un spectre à large bande et la lumière blanche est synthétisée; ou une pluralité de dés (deux, trois ou plus) de lumières de couleur différentes sont emballés dans un boîtier de composant, et la LED blanche est formée en mélangeant les lumières de couleur. . Les deux méthodes ont été mises en pratique. En 2000, le Japon a produit 100 millions de LED blanches, qui sont devenues une classe de produits émettant de la lumière blanche de manière stable. La conception de plusieurs LED blanches n'était pas requise pour répondre aux exigences du flux lumineux. Seigneur, la poursuite d'une nouvelle source de lumière électrique.

3, montage en surface

En 2002, les LED à montage en surface (SMD LED) ont été progressivement acceptées par le marché et ont gagné une certaine part de marché. Du plomb au SMD, il s'est conformé à la tendance de développement de l'ensemble de l'industrie électronique et de nombreux fabricants ont introduit de tels produits.

La plupart des premières LED SMD ont été modifiées avec SOT-23 avec un corps en plastique transparent. Les dimensions extérieures étaient de 3,04 x 1,11 mm et le conteneur de type bobine était collé. Basé sur le SOT-23, la série SLM-125 avec CMS haute luminosité avec objectif et la série SLM-245 de LED sont développées. Le premier est un éclairage monochromatique et le second est un éclairage à deux ou trois couleurs. Ces dernières années, la LED SMD est devenue un point névralgique du développement, qui résout les problèmes de luminosité, d’angle de vue, de planéité, de fiabilité, de cohérence, etc. Moins de résine époxy et retirer les épingles en acier au carbone plus lourdes. En réduisant la taille et le poids, vous pouvez facilement réduire le poids du produit de moitié et finalement rendre l'application parfaite. Particulièrement adapté pour l'affichage couleur intérieur semi-extérieur. Application de l'écran.

Le tableau 3 montre plusieurs dimensions des LED SMD courantes, ainsi que la meilleure distance de visualisation calculée à partir des dimensions (plus le dégagement nécessaire). Le tampon est un canal important pour la dissipation thermique. Les données de LED SMD fournies par le fabricant sont basées sur un pad de 4,0 × 4,0 mm. Le brasage par refusion peut être utilisé pour concevoir le tampon de manière à ce qu'il soit égal à la broche. Les produits à ultra-haute luminosité peuvent être conditionnés en PLCC (emballage plastique avec un support de puce) -2, les dimensions externes sont de 3,0 × 2,8 mm et la matrice haute luminosité est assemblée par une méthode unique. La résistance thermique du produit est de 400 K / W, qui peut être pressée. Soudure CECC, son intensité lumineuse est de 1250mcd à un courant de 50mA. Les afficheurs à LED SMD à sept segments à un, deux, trois et quatre disques ont une hauteur de caractères de 5,08 à 12,7 mm et une large gamme de tailles d'affichage. Le package PLCC évite les processus d'insertion manuelle et d'alignement des broches requis pour l'affichage numérique à sept segments de la broche et répond aux exigences de production du dispositif de prélèvement automatique. L'espace de conception de l'application est flexible et l'affichage est clair et clair. Le package PLCC multicolore comprend un réflecteur externe qui peut être facilement combiné avec un guide de LED ou de lumière pour remplacer la conception optique transmissive actuelle par une version réfléchissante pour fournir un éclairage uniforme sur une large zone, développé à 3,5V, lecteur 1A Paquet de LED fonctionnant dans des conditions.

4, paquet de puissance

La puce LED et le boîtier sont développés dans la direction de la puissance élevée. Sous le courant élevé, le flux lumineux est 10-20 fois plus grande que celle de la LED mm5mm. La dissipation thermique efficace et les matériaux d'emballage non dégradés doivent être utilisés pour résoudre le problème de la dégradation de la lumière. Par conséquent, le package et le package sont également la clé. La technologie, les boîtiers LED pouvant supporter plusieurs puissances W ont émergé. Des LED de puissance de la série 5W blanches, vertes, bleues et bleues sont disponibles depuis le début de 2003. La sortie LED blanche atteint 1871m, le rendement lumineux est de 44.31m / W et la LED pouvant supporter 10W est développé. Le tube de zone; la taille du creuset est de 2,5 × 2,5 mm, il peut fonctionner sous le courant de 5A, et le flux lumineux atteint 2001m. Il dispose d'un grand espace de développement en tant que source d'éclairage solide.

Les LED de puissance de la série Luxeon sont soudées au support de silicium avec des bosses de soudure, puis le support de silicium soudé à puce retournée est placé dans le dissipateur thermique et le boîtier, et les conducteurs de liaison sont emballés. Cet ensemble est optimisé pour l'efficacité de l'extraction de la lumière, les performances de dissipation thermique et la densité de courant de fonctionnement accrue. Ses principales caractéristiques: faible résistance thermique, généralement seulement 14 ° C / W, seulement 1/10 de LED conventionnelle; haute * haute flexibilité, l'emballage est rempli d'un gel flexible stable, dans la gamme de -40-120 ° C, ne sera pas Le stress interne généré par les changements de température soudains déconnecte le fil d'or du cadre de plomb et empêche la lentille époxy de virer au jaune. La grille de connexion n'est pas tachée par l'oxydation. La conception optimale de la coupelle et de la lentille du réflecteur permet de contrôler le diagramme de rayonnement. L'efficacité optique est la plus élevée. En outre, sa puissance optique de sortie, son efficacité quantique externe et d’autres propriétés sont excellentes, et la source de lumière solide LED a été développée à un nouveau niveau.

La structure de la série de LED de puissance Norlux est une combinaison multi-puces d'une plaque d'aluminium hexagonale servant de base (ce qui la rend non conductrice). La base a un diamètre de 31,75 mm et la zone émettrice de lumière est située au centre de celle-ci et le diamètre est d'environ 0,375 x 25,4 mm. 40 LED meurent, la plaque d'aluminium est également utilisée comme revêtement thermique. Les fils de liaison de la matrice sont connectés aux électrodes positive et négative par deux points de contact réalisés sur la base, et le nombre de matrices alignées sur la base est déterminé en fonction de la puissance optique de sortie requise et de la très haute luminosité AlGaInN et AlGaInP peuvent être combinés. La matrice, qui émet de la lumière en une seule couleur, couleur ou blanc synthétique, est finalement encapsulée dans une forme optiquement conçue avec un matériau à indice de réfraction élevé. Le boîtier adopte un boîtier haute densité conventionnel avec une densité élevée, une efficacité d'extraction de la lumière élevée, une faible résistance thermique, une meilleure protection de la matrice et des fils de liaison et une puissance lumineuse élevée sous un courant élevé. Source lumineuse à LED

Dans l'application, le produit emballé peut être assemblé sur un circuit imprimé en métal avec une couche intermédiaire en aluminium pour former une LED de densité de puissance. Le circuit imprimé sert de câblage pour la connexion de l'électrode du dispositif et l'intercalaire en aluminium peut être utilisé comme revêtement thermique. Flux lumineux plus élevé et efficacité de conversion photoélectrique. De plus, les LED CMS compactes sont de petite taille et peuvent être combinées de manière flexible pour former une variété de sources d'éclairage telles que le type de module, le type de guide de lumière, le type de concentration et le type réfléchissant.

Les caractéristiques thermiques des LED de puissance affectent directement la température de fonctionnement, l'efficacité lumineuse, la longueur d'onde d'éclairage et la durée de vie des LED. Par conséquent, la conception de l'emballage et la technologie de fabrication des puces LED de puissance sont particulièrement importantes.