플라스마 처리: LED 조명의 신뢰성과 수명을 향상하는 새로운 방법

요즘 LED 기술은 일반 조명 및 자동차 공학에서 필수적인 역할을 합니다. LED는 높은 에너지 효율, 긴 수명 및 조절 가능한 광 온도 때문에 일반적인 조명에서 널리 사용됩니다. 자동차 분야의 경우, LED 헤드라이트는 통행 지역을 더 잘 비추어 주기 때문에 도로 주행 안전성을 높입니다. 주요 자동차 제조업체가 사용하는 매트릭스 LED 전조등이 이에 대한 좋은 예입니다.

디자인 다양성과 여러 조명 효과는 자동차 인테리어 분야에서 LED 기술 확립을 도왔습니다. 빔 형성 외에도 환경 영향에 대한 저항 증가는 LED 조명 개발의 주요 초점이었습니다. 목표는 LED의 수명을 늘리고 제품 수명 동안 색 품질(색도 좌표 및 색 온도) 및 효율성 이라는 핵심 특성을 보장하는 것입니다.

새로운 제조 기술은 이러한 개발 목표를 달성하고 저비용 생산을 위한 기회를 제공합니다.

LED 생산에 대기압 플라스마 기술을 사용하면 다음과 같은 문제를 확실하게 해결할 수 있습니다:

  • 와이어 본드 공정 전 리드 프레임 클리닝(Openair-Plasma®), 포팅 컴파운드와 몰딩 컴파운드의 접착력 향상(Openair-Plasma®), 실리콘 몰딩에 점착 방지 층 도포(PlasmaPlus®)

PlasmaPlus® - 캡슐화된 LED 구성 부품을 위한 소수성 유착방지(Anti-adhesion) 코팅

LED 패널로 구성된 넓은 면적의 디스플레이는 스포츠 경기장과 같은 광고판 등에 사용됩니다. 하나의 디스플레이에 최대 수백만 개의 RGB-LED가 있을 수 있으며. 각각의 RGB-LED는 청색, 녹색 및 적색 방출 반도체 칩을 포함하고 있습니다. 이 각각의 3 가지 칩에 인가된 전류를 조종하고 방출 스펙트럼을 혼합함으로써 다양한 색상을 얻을 수 있습니다. 내열성 실리콘이 패키지 내 칩 실링재로 사용됩니다

그러나 LED 표면은 연질 실리콘 소재에 의해 높은 점착력을 띄며, 이는 LED의 제조 과정 및 작동 조건에서 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

디스플레이 패널 제조 공정에서의 단일 LED는 웨이브 솔더링(Wave Soldering) 공정을 통해 보드에 조립됩니다. 얇은 조각 형태의 LED 스탬핑 및 밴딩 프로세스의 잔여물은 납땜 조(Soldering Bath)에 축적되어 종종 LED의 실리콘 표면에 달라붙기도 하는데, 이는 생산율에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 조잡한 LED 표면은 서로 달라붙거나 노즐에 들러붙어 패널 조립 시 픽 앤 플레이스 프로세스 중에 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 때문에 라인 스톱이 많이 발생하여 시간당 생산율이 낮아지게 됩니다. 디스플레이의 작동 중의 외부 영향(예: 먼지 유입)은 시간이 지날수록 디스플레이를 심하게 오염시킵니다.


PlasmaPlus® 기술을 사용하여 Plasmatreat는 LED 표면에 얇고 유리같은 접착 방지층을 만들어 냈습니다. 이 층은 제조 공정 및 디스플레이의 추후 작동 중 발생할 수 있는 모든 종류의 오염 방지에 대단히 효과적이어서 디스플레이의 생산율 및 수명을 향상 시킵니다.

PlasmaPlus® 보호 코팅으로 접착제 블리딩(Bleeding) 방지

LED 또는 반도체 칩 어셈블리 공정은 전형적인 결합제로 전기 전도성 에폭시계 접착제를 사용합니다. 열 경화 기간 동안 접착제 내의 저점도 성분은 접착 영역으로부터 유출되어 주변 표면, 특히 와이어 본드 패드의 전기 접촉부를 적시게 됩니다. 이 현상을 '블리딩' 이라고 합니다.  

접착제 블리딩은 접촉 와이어와 와이어 본드 패드 사이의 연결을 약화시킵니다. 최악의 경우, 와이어가 떠서 전기 접촉부가 손실될 수 있습니다. 또한 블리딩은 포팅 수지와 하우징 사이의 결합에 악영향을 미치게 됩니다.

Plasmatreat는 이 문제를 해결하기 위해 당사의 파트너들과 협력하여 특수한 초박형 나노코팅을 개발했습니다. PlasmaPlus® 블리딩 방지 코팅은 접촉면의 젖음을 방지하고 와이어 연결을 강화 시키는데 이는 와이어 풀 테스트로 명확하게 입증 가능한 이점 입니다. 코팅은 접착제와 리드 프레임 사이의 결합에 영향을 미치지 않습니다. 칩 본딩 전에 적용되며 건조한 상태에서 보관 시 매우 안정적입니다.

플라스마 클리닝(대기압 또는 진공)으로 확실한 와이어 본딩

다이의 리드 프레임과의 접촉력을 보장하기 위해서 리드 프레임의 접촉면은 깨끗해야 합니다. 사소한 유기 오염 조차도 알루미늄 - 구리 결합의 품질을 저하시킵니다. 와이어를 녹일 수 있는 충분한 열을 발생시킬 수 없기 때문에 생성되는 본드가 차가워지게 됩니다.

진공 플라스마 또는 Openair-Plasma® 중 하나를 사용하여 와이어 본딩을 하기 전에 리드 프레임을 클리닝하면 유기 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

이 클리닝 공정을 통해 초음파 마찰 용접의 품질이 매우 향상됩니다.

다음 전시회 및 이벤트

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