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Qual è il nucleo tecnico delle luci a LED?

  • Autore:Innotech
  • Fonte:Innotech
  • Rilasciare il:2018-08-27

La tecnologia di packaging LED è per lo più sviluppata ed evoluta sulla base della tecnologia di packaging del dispositivo discreto, ma ha una grande specializzazione. In generale, lo stampo del dispositivo discreto è sigillato all'interno della confezione e il pacchetto funziona principalmente per proteggere lo stampo e completare l'interconnessione elettrica. Il pacchetto LED è quello di completare il segnale elettrico di uscita, proteggere il normale funzionamento dello stampo, l'uscita: funzione di luce visibile, entrambi i parametri elettrici, design ottico e requisiti tecnici, non può semplicemente utilizzare il pacchetto di dispositivi discreti per LED.

Dopo essere entrati nel 21 ° secolo, l'alta efficienza del LED, l'altissima luminosità, la piena colorazione continuano a svilupparsi e innovare. Gli effetti di luce a LED rossi e arancioni hanno raggiunto 100Im / W, i LED verdi sono a 501m / W e il flusso luminoso dei singoli LED ha raggiunto dozzine. Sono. I chip e i pacchetti LED non seguono più il tradizionale concetto di design e la modalità di produzione di Gong. In termini di aumento dell'emissione luminosa del chip, la ricerca e lo sviluppo non si limitano a modificare la quantità di impurità nel materiale, i difetti del reticolo e le dislocazioni per migliorare l'efficienza interna e come migliorare La struttura interna dello stampo e del pacchetto migliora la la probabilità di emissione di fotoni all'interno del LED, migliora l'efficienza luminosa, risolve la dissipazione del calore, ottimizza il design dell'estrazione della luce e del dissipatore di calore, migliora le prestazioni ottiche e accelera il processo SMD a montaggio superficiale. .


1, tipo di struttura di imballaggio del prodotto

A partire dagli anni '90, la tecnologia di fabbricazione di chip e materiali LED ha fatto molti passi avanti nella ricerca e nello sviluppo, struttura trapezoidale del substrato trasparente, struttura superficiale strutturata, struttura a vibrazione del chip, luminosità commerciale ultra elevata (superiore a 1cd) rosso, arancione, giallo, verde e i prodotti a LED blu sono stati richiesti uno dopo l'altro. Come mostrato nella Tabella 1, nel 2000 sono state applicate applicazioni nell'illuminazione speciale per il flusso luminoso medio-basso. I settori superiori e medi dell'industria dei LED hanno ricevuto un'attenzione senza precedenti, promuovendo ulteriormente la tecnologia di confezionamento a valle e lo sviluppo industriale. Diversi tipi di strutture e dimensioni del pacchetto, diverse matrici di colori luminescenti e la loro combinazione di due colori o tre colori possono produrre una varietà di serie, varietà, specifiche del prodotto.

I tipi di strutture del pacchetto di prodotti LED sono mostrati nella Tabella 2 e sono anche classificati in base alle caratteristiche del colore della luce, del materiale del chip, della luminosità della luce, delle dimensioni e simili. Un singolo stampo costituisce generalmente una sorgente puntiforme e una pluralità di gruppi matrice costituisce generalmente una sorgente di superficie e una sorgente di linea per informazione, indicazione di stato e visualizzazione. Il display illuminante utilizza anche una pluralità di stampi, attraverso opportuni collegamenti degli stampi (inclusi serie e Parallelo) combinati con una struttura ottica adatta a formare il segmento di illuminazione e il punto di illuminazione del display illuminato. I LED a montaggio superficiale possono sostituire gradualmente i LED di tipo pin e la progettazione dell'applicazione è più flessibile. Ha occupato una certa quota nel mercato dei display a LED e ha una tendenza di sviluppo accelerata. Sono state lanciate alcune fonti di illuminazione a stato solido, che diventeranno la direzione di sviluppo a medio e lungo termine dei LED in futuro.

2, pacchetto di piombo


Il pacchetto di piedini a LED utilizza telai di piombo come piedini per vari tipi di pacco. È la prima struttura del pacchetto sviluppata con successo sul mercato. La varietà di prodotti è elevata, la maturità tecnologica è elevata e la struttura e lo strato riflettente all'interno della confezione sono ancora in fase di miglioramento. I LED standard sono considerati dalla maggior parte dei clienti la soluzione più conveniente ed economica nel settore dei display. I LED tipici sono alloggiati in un involucro in grado di sopportare 0,1 W di potenza in ingresso, il 90% dei quali è bloccato dal polo negativo. Il rack viene distribuito al PCB e quindi rilasciato nell'aria. Come ridurre l'aumento di temperatura della giunzione pn durante il funzionamento è un must per l'imballaggio e l'applicazione. Il materiale incapsulante è per lo più realizzato in resina epossidica indurente ad alta temperatura, che ha eccellenti prestazioni ottiche, buona adattabilità del processo, elevata disponibilità del prodotto e può essere trasformato in un trasparente o incolore trasparente e colorato o pacchetto di lenti incolore, lenti diverse. La forma costituisce varie forme e dimensioni. Ad esempio, la forma circolare è divisa in diversi tipi in base al diametro: Φ2mm, Φ3mm, Φ4.4mm, Φ5mm, Φ7mm, ecc. E diversi componenti della resina epossidica possono produrre effetti illuminanti diversi. La sorgente di luce del punto di colore ha una varietà di diverse strutture del pacchetto: il pacchetto di resina epossidica di base ceramica ha prestazioni di temperatura di lavoro migliori, il piombo può essere piegato in una forma desiderata e il volume è piccolo; il pacchetto del tipo con coperchio riflettente in plastica con base in metallo è un indicatore luminoso a risparmio energetico. Adatto per indicazione di potenza; il chip del circuito oscillante CMOS lampeggiante e il pacchetto die die LED, possono produrre una luce lampeggiante autogenerata con forte impatto visivo; il tipo bicolore è costituito da due matrici di colori luminescenti diverse, confezionate nella stessa resina epossidica Nella lente in resina, è possibile ottenere un terzo colore misto oltre ai due colori, che è ampiamente utilizzato in un sistema di visualizzazione a grande schermo, e può essere confezionato per formare un dispositivo di visualizzazione a due colori; il tipo di tensione è una combinazione di un chip sorgente di corrente costante e un die LED. Può sostituire direttamente i vari indicatori di tensione di 5-24V. La sorgente di luce superficiale è formata collegando una pluralità di stampi a LED ad una posizione predeterminata della scheda micro-PCB, ed è formata usando una copertura di cornice riflettente di plastica e imbibendo la resina epossidica. I diversi design della scheda PCB determinano la disposizione e la modalità di connessione dei cavi esterni e la doppia fila è diritta. Inserisci e singola riga inline e altre forme strutturali. Le sorgenti luminose a punti e superfici sono state sviluppate in centinaia di forme e dimensioni del pacchetto per il mercato e i clienti.

Il display a emissione luminosa a LED può essere composto da un tubo digitale o da un metro, un tubo simbolo e un tubo rettangolare per formare vari prodotti ed è progettato in varie forme e strutture in base alle reali esigenze. Prendiamo ad esempio il tubo digitale, ci sono tre tipi di strutture del pacchetto, come una copertura del riflettore, un tipo integrato a chip singolo e un singolo tipo a sette segmenti. La modalità di connessione include un anodo comune e un catodo comune. Uno è un tubo digitale comunemente noto e due o più. Generalmente indicato come display. Il tipo di riflettore ha le caratteristiche di caratteri grandi, risparmio di materiale e assemblaggio flessibile. Generalmente è fatto di plastica bianca in un alloggiamento a sette sezioni con una cavità riflettente, e un singolo die è collegato alle sette camere riflettenti del riflettore. Sulla scheda PCB che è allineata l'una con l'altra, la posizione centrale del fondo di ciascuna cavità di riflessione è l'area di emissione della luce formata dallo stampo, e il filo di piombo è unito mediante un metodo di saldatura a pressione e la resina epossidica viene lasciata cadere nella copertura per la riflessione e la scheda PCB dello stampo è incollata. Legato sul posto e poi curato. Il tipo di copertura riflettente è suddiviso in tenuta d'aria e guarnizione solida. Il primo utilizza resina epossidica con agente di dispersione e colorante, ed è principalmente utilizzato per dispositivi a unità e a posizione doppia; quest'ultimo è coperto con un filtro colorato e una pellicola uniforme, ed è nella matrice e la piastra inferiore è rivestita con una colla isolante trasparente per migliorare l'efficienza di emissione della luce ed è generalmente utilizzata per la visualizzazione digitale di quattro o più cifre. Il metodo monolitico integrato consiste nella fabbricazione di un gran numero di stampi grafici di display digitali a sette segmenti su un wafer di materiale luminescente, e quindi a cubettatura in uno stampo a matrice singola, incollaggio, saldatura a pressione e incapsulamento di una lente con una lente (comunemente noto come obiettivo fisheye). Un singolo chip a LED a sette segmenti di grande area che è stato fabbricato in una striscia di emissione di luce contenente uno o più stampi, in modo che gli stessi sette pezzi siano legati al telaio a forma di barra digitale, e siano saldati a pressione e epossidica. Costruzione della confezione in resina. Le funzionalità monolitiche e single strip sono miniaturizzate e possono essere utilizzate in pacchetti dual in-line, principalmente per prodotti speciali. Il display a colonna luminosa a LED contiene 101 stampi (fino a 201 stampi) su un circuito stampato da 106 mm. Si tratta di un pacchetto ad alta densità che utilizza principi di rifrazione ottica per l'immagine della sorgente puntiforme attraverso 13-15 strisce di copertura trasparente. La visualizzazione punto per riga di ciascun die è completata e la tecnologia di packaging è più complicata.


Il meccanismo di elettroluminescenza della giunzione pn del semiconduttore determina che è impossibile per il LED produrre luce bianca con spettro continuo. Allo stesso tempo, è impossibile per un singolo LED produrre più di due tipi di luce monocromatica ad alta luminosità. Può essere utilizzato solo per il confezionamento con sostanze fluorescenti, LED blu o ultravioletti. Il fosforo è rivestito sullo stampo per generare indirettamente uno spettro a banda larga e la luce bianca viene sintetizzata; o una pluralità di (due o tre o più) dadi di luci di colore diverse sono confezionati in un involucro di un componente, e il LED bianco si forma mescolando le luci colorate. . Entrambi i metodi sono stati messi in pratica. Nel 2000, il Giappone ha prodotto 100 milioni di LED bianchi, che si sono trasformati in una classe di prodotti che emettono stabilmente luce bianca. La progettazione di più LED bianchi non era necessaria per soddisfare i requisiti di flusso luminoso. Signore, la ricerca di una nuova fonte di luce elettrica.

3, pacchetto di montaggio superficiale

Nel 2002, i LED confezionati a montaggio superficiale (LED SMD) sono stati gradualmente accettati dal mercato e hanno guadagnato una certa quota di mercato. Dal pacchetto principale a SMD, è conforme alla tendenza di sviluppo dell'intero settore dell'elettronica e molti produttori hanno introdotto tali prodotti.

La maggior parte dei primi LED SMD sono stati modificati con SOT-23 con un corpo in plastica trasparente. Le dimensioni esterne erano 3,04 × 1,11 mm e il contenitore del tipo di bobina era fissato con nastro. Basato su SOT-23, vengono sviluppate la serie SLM-125 con SMD ad alta luminosità con obiettivo e LED serie SLM-245. Il primo è l'illuminazione monocromatica, mentre il secondo è a due colori o tre colori. Negli ultimi anni, SMD LED è diventato un hotspot di sviluppo, che risolve i problemi di luminosità, angolo di visione, planarità, affidabilità, coerenza, ecc., Utilizzando una scheda PCB più leggera e un materiale a strati riflettenti, che deve essere riempito nello strato riflettente. Meno resina epossidica e rimuovere i perni in acciaio al carbonio più pesanti. Riducendo le dimensioni e il peso, è possibile ridurre facilmente il peso del prodotto della metà e infine rendere l'applicazione perfetta. Particolarmente adatto per display a colori per interni, semi-esterni. Applicazione schermo

La Tabella 3 mostra diverse dimensioni dei LED SMD comuni, nonché la distanza di visualizzazione ottimale calcolata dalle dimensioni (più lo spazio necessario). Il pad è un canale importante per la dissipazione del calore. I dati LED SMD forniti dal produttore si basano su un pad 4.0 × 4.0mm. La saldatura a riflusso può essere utilizzata per progettare il pad in modo che sia uguale al pin. I prodotti a LED ad altissima luminosità possono essere confezionati in PLCC (confezione di plastica con supporto per chip lead) -2, le dimensioni esterne sono 3,0 × 2,8 mm e lo stampo ad alta luminosità viene assemblato con un metodo unico. La resistenza termica del prodotto è 400K / W, che può essere pressata. Saldatura CECC, la sua intensità luminosa è di 1250mcd con corrente di pilotaggio di 50mA. I dispositivi di visualizzazione a LED SMD a uno, due, tre e quattro segmenti a sette segmenti hanno un'altezza del carattere di 5,08-12,7 mm e un ampio intervallo di dimensioni del display. Il pacchetto PLCC evita i processi di inserimento manuale e allineamento dei pin necessari per il display digitale a sette segmenti del pin e soddisfa i requisiti di produzione del dispositivo pick-and-place automatico. Lo spazio di progettazione dell'applicazione è flessibile e il display è luminoso e chiaro. Il pacchetto PLCC multicolore è dotato di un riflettore esterno che può essere facilmente combinato con un LED o una guida di luce per sostituire l'attuale design ottico trasmissivo con una versione riflettente per fornire un'illuminazione uniforme su un'area ampia, sviluppata a 3,5 V, 1 A, alimentazione SMD Pacchetto LED funzionante in condizioni.

4, pacchetto di alimentazione

Il chip e il pacchetto LED sono sviluppati in direzione dell'alta potenza. Sotto l'alta corrente, il flusso luminoso è 10-20 tempi più grandi di quelli del LED Φ5mm. Per risolvere il problema del decadimento leggero è necessario utilizzare l'efficace dissipazione del calore e i materiali di imballaggio non degradati. Pertanto, il pacchetto e il pacchetto sono anche la chiave. Sono emerse tecnologie, pacchetti LED in grado di resistere a diverse W. I LED di potenza bianchi, verdi, blu verdi e blu della serie 5W sono disponibili dall'inizio del 2003. L'emissione luminosa a LED bianchi raggiunge i 1871 m, l'efficienza luminosa è 44,31 m / W e il LED resistente a 10 W di potenza è sviluppato. Il tubo di area; la dimensione del crogiolo è 2,5 × 2,5 mm, può funzionare sotto la corrente di 5 A e l'emissione luminosa raggiunge i 2001m. Ha un grande spazio di sviluppo come fonte di illuminazione solida.

I LED di potenza della serie Luxeon sono saldati a chip al carrier di silicio con gusci di saldatura, e quindi il carrier di silicio saldato con chip a fogli mobili è posto nel dissipatore di calore e nella confezione, e i cavi di collegamento sono confezionati. Questo pacchetto è ottimizzato per l'efficienza dell'estrazione della luce, le prestazioni di dissipazione del calore e l'aumento della densità della corrente operativa. Le sue caratteristiche principali: bassa resistenza termica, in genere solo 14 ° C / W, solo 1/10 di LED convenzionali; alta * alta flessibilità, il pacchetto è riempito con un gel flessibile stabile, nel range di -40-120 ° C, non sarà Lo stress interno generato da sbalzi di temperatura improvvisi disconnette il filo d'oro dal telaio principale e impedisce la lente epossidica da ingiallire. Il telaio del piombo non è macchiato dall'ossidazione. Il design ottimale della coppa del riflettore e dell'obiettivo rende controllabile il diagramma di irradiazione. L'efficienza ottica è la più alta. Inoltre, la sua potenza ottica di uscita, l'efficienza quantica esterna e altre proprietà sono eccellenti, e la sorgente luminosa a LED solida è stata sviluppata ad un nuovo livello.

La struttura del pacchetto della serie di LED di potenza Norlux è una combinazione multi-chip di una piastra di alluminio esagonale come base (che la rende non conduttiva). La base ha un diametro di 31,75 mm e l'area di emissione della luce si trova al centro della stessa e il diametro è di circa 0,375 × 25,4 mm. 40 stampi a LED, la piastra di alluminio è utilizzata anche come rivestimento termico. I fili di collegamento dello stampo sono collegati agli elettrodi positivo e negativo attraverso due punti di contatto realizzati sulla base e il numero di stampi allineati sulla base è determinato in base alla potenza ottica di uscita richiesta e la luminosità ultra-elevata confezionata AlGaInN e AlGaInP può essere combinato. Il dado, che emette luce in un unico colore, colore o bianco sintetico, è infine incapsulato in una forma progettata otticamente con un materiale ad alto indice di rifrazione. Il pacchetto adotta un pacchetto convenzionale ad alta densità con alta densità, alta efficienza di estrazione della luce, bassa resistenza termica, migliore protezione della filiera e dei cavi di collegamento e alta potenza di uscita luminosa sotto alta corrente, che è anche un futuro promettente. Sorgente luminosa a LED solida.

Nell'applicazione, il prodotto confezionato può essere assemblato su un circuito stampato di metallo con interstrato di alluminio per formare un LED a densità di potenza. Il PCB viene utilizzato come cablaggio per il collegamento dell'elettrodo del dispositivo e l'interstrato di anima in alluminio può essere utilizzato come rivestimento termico. Flusso luminoso più elevato e efficienza di conversione fotoelettrica. Inoltre, i LED SMD confezionati sono di piccole dimensioni e possono essere combinati in modo flessibile per formare una varietà di fonti di illuminazione come il tipo di modulo, il tipo di guida luminosa, il tipo di concentrazione e il tipo riflettente.

Le caratteristiche termiche dei LED di potenza influenzano direttamente la temperatura operativa, l'efficienza luminosa, la lunghezza d'onda dell'illuminazione e la durata dei LED. Pertanto, la progettazione del packaging e la tecnologia di produzione dei chip LED di potenza sono particolarmente importanti.