Hva er de viktigste råvarene for LED-emballasje

LED-emballasje spiller en sentral rolle i å bestemme LED-skjermens ytelse, pålitelighet og levetid. Råmaterialene i emballasjeprosessen påvirker direkte de elektriske, termiske, optiske og mekaniske egenskapene til de endelige LED-komponentene. Kjenner du til de viktigste råmaterialene som brukes i LED-emballasje? I dag vil Doitvision veilede deg om hvordan hvert element bidrar til å bygge en LED-løsning av høy kvalitet.

LED-ledningsrammer

LED-ledningsrammer er det mekaniske fundamentet og det elektriske grensesnittet for LED-brikker. På grunn av utmerket elektrisk og termisk ledningsevne er de hovedsakelig laget av kobber. Imidlertid brukes andre materialer som jern, aluminium og keramikk også til spesifikke bruksområder på grunn av forskjellige termiske eller strukturelle egenskaper.

Ledningsrammen har interne ledende baner (ledninger) som etablerer elektrisk kontakt med brikkens elektroder. Når LED-en er ferdig pakket, kan brikken fjernes fra ledningsrammen. Deretter integreres de i moduler eller LED-skjerm. De resterende «bena» eller terminalene er de positive og negative elektrodene. Så det er enkelt å lodde på kretskort eller lysarmaturer.

Klassifisering av ledningsrammer

Leadframes kan kategoriseres basert på forskjellige parametere:

Etter produkttype:

• SMD-ledningsrammer: Designet for overflatemontering på PCB-er.
• Gjennomgående hull- eller DIP-rammer: Brukes til lodding av gjennomgående hull.
• Glødetrådsrammer: Designet for LED-glødetrådpærer.
• PCB-substrat: Når det brukes direkte som monterings- og tilkoblingsbase.

Etter materiale:

• Kobberrammer: Høy ledningsevne og varmeavledning.
• Jernrammer: Kostnadseffektive, men mindre ledende.
• Aluminium- og keramiske substrater: Høy termisk stabilitet, ofte brukt i høyeffekts- eller bil-LED-er.
• Bismaleimidtriazinsubstrater: Brukes til høyfrekvente eller pålitelige applikasjoner.

Ved plating:

Overflatefinishen på ledningsrammene påvirker loddbarheten og korrosjonsmotstanden.

• Vanlige finish inkluderer:
• Kobber-nikkel-sølv
• Nikkelgull (elektrobelagt eller elektrofri)
• Mykt gull for trådbinding
• Nikkel-palladium-gull
• kjemisk eller OSP-behandling

Plateringstykkelse måles ofte i mikrotommer (uin eller µin), der 1 µin ≈ 0.0254 µm.

LED Chips

LED-brikken, også kjent som den lysutstrålende brikken, er den viktigste halvlederenheten som er ansvarlig for lysutslipp. Den opererer basert på en PN-overgang laget av sammensatte halvledere. De er vanligvis galliumbaserte materialer, selv om silisiumsubstrater også kan brukes i støttestrukturer.

Når en elektrisk strøm flyter gjennom LED-brikken, rekombineres elektroner i N-type-regionen med hull i P-type-regionen. Denne elektron-hull-rekombinasjonen frigjør energi i form av fotoner.

Viktige LED-brikkeparametere

Hver LED-brikke leveres med et sett med elektriske og optiske spesifikasjoner:

• Type: Chipfamilie eller -serie

• Bølgelengde (WLD): Uttrykt i nanometer (nm)
• Lysstyrke (LV): Målt i millicandela (mcd) eller milliwatt (mW)
• Foroverspenning (VF): Oppført med minimums-, typiske (gjennomsnittlige) og maksimumsverdier
• Standardavvik: Variasjon i lysstyrke eller farge

Klassifisering av LED-brikker

Etter farge (bølgelengdeområde):

• Rød (R): 620–760 nm
• Grønn (G): 492–577 nm
• Blå (B): 435–480 nm

Av Chip Geometry:

• Runde chips (waferform)
• Firkantede brikker (diskret form)

Etter struktur:

• Vertikal struktur: Enkel elektrode nederst; bedre varmespredning.
• Lateral eller horisontal struktur: Elektroder på samme plan; vanlig for LED-er med middels effekt.

Etter størrelse (mil):

• Røde chips: vanligvis 3.2 mil, 3.5 mil, 4.2 mil
• Blå/grønne brikker: 45 mil, 46 mil, 56 mil, opptil 810 mil (Merk: 1 mil ≈ 25.4 µm)
• Brikkens størrelse og struktur påvirker lysstyrke, varmehåndtering og generell pålitelighet.

Lim for feste av matriser

Lim fester LED-brikken til ledningsrammen og spiller en dobbel rolle: mekanisk fiksering og termisk/elektrisk ledningsevne.

Det er to hovedtyper:

• Ledende lim: De brukes ofte i LED-pærer med vertikal struktur (f.eks. røde LED-pærer). Disse limene inneholder sølv eller andre ledende fyllstoffer for å gi en lavmotstandsbane for strømmen.
• Isolerende lim: De brukes med horisontale LED-lys (f.eks. blå og grønne LED-lys).

OBS:

Begge elektrodene er på toppen og krever ikke noe ledende substrat.

Ytelseskrav

Høykvalitets lim for stansing må tilby:

• Sterk vedheft og skjærstyrke
• Høy varmeledningsevne
• Lav fuktabsorbering
• Kjemisk og UV-stabilitet
• Motstand mot gulning over tid

I likhet med Nationstar eller Kinglight bruker Top LED-emballasjeprodusenter lim av høy kvalitet for å sikre pålitelighet og lang levetid.

Liming Wire

Bindingstråder, eller sammenkoblingstråder, er ultrafine ledere som forbinder LED-brikkens elektroder med ledningsrammen. De brukes til elektrisk overføring og påvirker både ytelse og utbytte i LED-pakker.

Relatert:

Gulltråd VS kobbertråd av LED-skjerm

Typer bindingstråder

Etter materiale:

Gulltråd (Au): Utmerket ledningsevne og korrosjonsbestandighet, men dyr.

• Sølvtråd (Ag): God ledningsevne, lavere kostnad enn gull.
• Kobbertråd (Cu): Kostnadseffektiv, høy styrke, men oksideres lett.
• Palladiumbelagt kobbertråd (PCC): Kombinerer konduktivitet og korrosjonsbestandighet.
• Aluminiumtråd (Al): Brukes i kraftelektronikk.
• Legeringstråd: For spesifikke mekaniske eller termiske krav.

Etter diameter:

Vanlige diametre inkluderer 0.7 mil, 0.8 mil, 0.9 mil, 1.0 mil (1 mil ≈ 25.4 µm)

Trådmaterialet og tykkelsen påvirker parameterne for bindingsprosessen, elektrisk motstand og termisk oppførsel.

Innkapslingsmateriale

Innkapsling, eller støping, beskytter den interne LED-strukturen mot ytre skader og forbedrer lysutvinning. Den spiller en viktig rolle i vanntetting, støvmotstand og UV-beskyttelse, samtidig som den bidrar til lysforming og fargestabilitet.

Typer innkapslingsmaterialer

Epoksyharpiks

• Fordeler: Høy lysgjennomgang, sterk vedheft, gode mekaniske egenskaper, lav kostnad
• Ulemper: Dårlig UV-motstand, utsatt for gulning ved høye temperaturer

Silikonharpiks

• Fordeler: Utmerket gjennomsiktighet, UV-motstand og termisk stabilitet; Bra for utendørs eller kraftige LED-pærer
• Ulemper: Lavere vedheft til ledningsrammer sammenlignet med epoksy

Modifiserte harpikssystemer

Disse hybridmaterialene brukes til å kombinere fordelene med epoksy og silikon:

• Fysiske blandinger: Blandinger av epoksy- og silikonprepolymerer med herdemidler. Selv om de er kostnadseffektive, har de problemer med kompatibilitet og materialseparasjon.
• Kjemiske modifikasjoner: Introduserer epoksygrupper i silikonmolekyler og forbedrer vedheft og mekanisk styrke.
• Innkapslingen kan forbedre LED-lysets levetid, spesielt utendørs eller i bruk med høy luftfuktighet.

Hvorfor materialvalg er viktig

LED-pakkens ytelse er bare så sterk som det svakeste materialet. Hvis chip-festet har dårlig varmeledningsevne, kan brikken overopphetes. Hvis innkapslingen gulner for tidlig, vil lysstyrke og fargekonsistens forringes. Og hvis bonding-ledningene lett oksideres, vil den langsiktige påliteligheten bli dårligere.

Som ingeniør, leverandør eller produsent bør målet ditt alltid velge riktige materialer for innendørs skilting, bilbelysning eller store utendørs LED-videovegger.

Trender og innovasjoner innen LED-emballasjematerialer

Etter hvert som LED-teknologien utvikler seg, fortsetter LED-emballasjematerialer å utvikle seg. Det er noen bemerkelsesverdige trender:

Miniatyrisering: Med fremveksten av Mini LED og Micro LED er materialtoleransene strammere og termisk effektivitet blir enda viktigere.

Materialer med høy varmeledningsevne: Nye keramiske og aluminiumssubstrater får stadig større popularitet for å håndtere høyere effekttettheter.

Miljøvennlige innkapslingsmidler: Materialer med lavt VOC-innhold og blyfrie materialer er nå foretrukket, spesielt i Europa og Nord-Amerika.

Flip-Chip- og COB-teknologi: Disse krever avanserte lim og innkapslingsmidler som tåler høye reflow-temperaturer og gir sterk mekanisk støtte.

Konklusjon

Vi har veiledet deg om råmaterialene bak LED-emballasje. Som profesjonelle produsenter av LED-skjermer velger vi alltid komponenter av høy kvalitet for å bygge LED-skjermer av høy kvalitet. Hvis du har et LED-skjermprosjekt, kan du kontakte oss.