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改动封装技能可让LED照明可靠性大增


发布时间:2013/8/12

改动封装技术可让LED照明可靠性大增

这些年,商场上关于可靠性的有关需求也变得日益高涨。特别是由于LED封装反射率较高,一般大多採用镀银的方法,不过银会由于硫化(因与硫磺发作反应而变黑的一种表象)而构成LED光束劣化,该表象关于户外LED灯构成严峻疑问,因此各家厂商莫不提出各种镀银方案的因应对策,但当时此疑问仍无法完全获得改善。

  有鑑于此,业界捨弃镀银方法,改採镀镍/镀金的方法。将LED封装镀银改为镀镍/镀金后,虽然会致使本钱添加,并因反射率的降低而构成发光功率不佳,但经由封装规划的改善后,当时这些疑问都已成功地被打败。

  新封装规划既能坚持高发光功率,又能完结高可靠性的LED发光表现,该系列商品即便在硫化试验中也展现出绝佳的表现,可完全防止光束劣化的表象。

  LED小型/薄型化

  跟着行为设备体积轻浮低矮化,商场上关于小间隔商品的需求逐年剧烈,零件也面临着更多降低高度及减小规范之需求。此外,由于户外全彩显现设备大多採用LED,为前进表现效果,全彩型LED封装亦朝向更高密度展开(图4)。

改动封装技术可让LED照明可靠性大增

图4 全彩型LED封装朝向更高密度展开。

  以ROHM为例,其自1996年初步出产SMD型LED以来,每年不断地朝向商品小型与薄型化迈进,2007年成功地翻开世界最小最薄商品-1006(0402英吋(inch))(t=0.2毫米(mm))规范「PICOLED系列」量产,当时更成功地研宣告0603(0201英吋)规范的「PICOLED-mini」(图5)。以下胪陈LED照明商品以小型薄型封装的重要关键技术。

改动封装技术可让LED照明可靠性大增

图5 微型化LED晶片

  元件技术

  为让封装更小、更薄,内部的LED元件也有必要一同採用小型薄型规范。因此,业者从晶圆上的发光层成膜到晶片化均採用自行研发的製程技术,总算成功地将磷化铝镓铟(AlGaInP)发光LED的元件规范减小至边角0.13毫米(mm)、厚度t=50微米(μm),一举完结小型化政策。

  铸模技术

  为确保商品的强度,业者提出关于半导体元件进行树脂封止的加工方法。树脂封止加工係採用移转成形(TransferMold)法,但铸模模具的模穴会愈来愈薄(模穴厚度0.10毫米),因此有必要确保树脂的流动性。此外,为确保LED的光学特性,无法对其添加用来确保零件强度的填充材料,如此一来,便会构成商品在机械性强度上的降低,但上述疑问当时皆已处置。

  组装技术

  在LED晶片的製作上,有必要在厚度t=0.10毫米的封止树脂中对LED元件进行焊线,因此业者採用自行研发的焊线机,成功减小间隔并降低迴路。

  当时,世界最小的超小型LED体积仅1006规范,厚度仅0.2毫米,此商品不受设置空间的束缚,并採用高亮度LED元件,透过LED发光,能够让光线从行为电话的外壳内部进行穿透照明。

  不但如此,超小型LED还可适用于点矩阵显现器。传统的1608规范商品最小间隔为2毫米,而超小型LED却能以最小间隔1.5毫米进行高密度设备,因此能展现出更细緻的表现效果。

  在其他特征方面,由于该方案的封装规范极小,因此能够用在七段显现器、点矩阵显现器模组上,并省掉在晶片直接封装(COB)技术上一切必要的晶粒黏着(Die-bonding)、焊线、树脂接合(Bonding)等製程。

  车用LED照明受瞩目

  跟着LED灯泡及照明用途急速普及化,车用LED照明较以往更遭到商场的喜欢。在车辆内装用途上,无论是汽车音响、汽车导航系统或是空调面板等首要背光,当时几乎已悉数採用LED光源。接下来,像是当时仍採用传统灯泡的室内灯及警示灯,以及採用冷阴极管的仪表板背光等也将渐渐地面临汰换的命运。

  在车辆外装上,这些年像是尾灯、转向灯、定位灯等传统灯泡也已逐步被汰换,甚至连头灯也都由传统的卤素灯、高亮度放电(HID)灯转而被LED灯所代替。若从环境辨识性的观念上来看,採用LED灯作为昼行灯(Daytime Running Lamps,DRL)的趋势更是值得注重。

  为因应多样化的车用需求,业界在车用LED技术研发上,将以下列两项为研发关键。

  色度及亮度之客制化需求

  在汽车内装方面,像是空调面板等仪表板周边的光源大多由车厂来指定颜色。业者所推出的磷化铝镓铟元件型LED系列商品,挟元件自製优势,无论是颜色、光度皆可依客户需求自行客製化。

  其他像是运用氮化铟镓(InGaN)及富含萤光体的树脂所成功创造出的白光及粉色LED系列,也能供应颜色客製化功用。像是首要按键的背光等运用频率较高的按键,即可藉由美妙的颜色差异突显其与相邻按键之相异性,藉此引发运用者的注意。这种磷化铝镓铟元件採用在磊晶成长(Epitaxial Growth)时间上克制波长差异的技术,因此能够满足客户严峻的规范需求。

  研发耐硫化对策/扩展新品

  另一方面,商场关于尾灯等车辆外装用途的LED灯最大需求莫过于耐热性及对严苛气候的耐受性,但由于传统的LED封装的导线架为镀银材料,简略发作硫化及光束劣化疑问,当时这个疑问也初步遭到注重。

  鉴于此,业界改镀镍/镀钯/镀金做为导线架材料,成功处置因硫化所构成的光束劣化疑问。另外,关于镀镍/镀钯/镀金所致使的光度降低缺点,业者亦研宣告新的一系列商品(图6),藉由前进元件本身输出功率的方法来处置,展现出毫不逊于镀银商品的光束强度。将来,业界将採镀镍/镀钯/镀金做为封装硫化改善对策,并活泼扩展新的商品系列,以满足客户的多样化需求。

改动封装技术可让LED照明可靠性大增

图6 业者运用前进LED光输出功率,来降低封装材料替换所引发的光度降低缺点。

 

 
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