等离子处理 —— 提高LED灯可靠性和寿命的创新方法

如今,LED技术在普通照明和汽车工程中发挥着不可或缺的作用。LED因其高能效、长寿命和可调光温而在普通照明领域广受欢迎。在汽车领域,LED前照灯能够更好地照亮交通区域,从而提高道路交通的安全性。各大汽车制造商使用的矩阵式LED前照大灯就是一个很好的样例。

在汽车内饰中,设计自由度和不同的照明效果使LED技术被广泛应用。除了光束成形之外,增强抗御环境影响的能力一直是LED灯发展的主要焦点。这一发展目的是为了延长 LED的使用寿命,确保在产品生命周期内颜色质量(色度坐标和色温)和效率的核心属性。

新型的制造技术实现了这些发展目标,同时为高效生产创造了机会。

In automotive interiors it is the design freedom and different lighting effects which have helped LED technology become established. In addition to beam forming, increased resistance to environmental influences has been a major focus of development in LED lights. The aim is to increase the life of an LED and to ensure the core properties of color quality (chromaticity coordinates and color temperature) and efficiency over the product lifetime.

在 LED 生产中使用常压等离子技术可解决以下问题:

  • 引线键合工艺前的引线框架清洁 (Openair-Plasma®)
  • 提高灌封材料对模塑料的粘附力 (Openair-Plasma®)
  • 在硅胶模塑件上喷涂防粘层 (PlasmaPlus®)

该领域有趣的成功案例

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PlasmaPlus® —— 用于封装LED元件的疏水性防粘涂层

由LED面板组成的大面积显示屏被用于广告和公告,例如在体育场馆中。一个显示屏可能包含多达数百万个RGB-LED。每个RGB-LED包含一个蓝色、一个绿色和一个红色发光半导体芯片。通过控制这3个芯片的电流,可以获得混合发射光谱实现多种颜色。热稳定硅基材料被用作封装中芯片的封装。

然而,柔性的硅材料使LED表面表现出高粘性,这可能会在LED的制造过程和操作条件下导致出现问题。

在显示面板的制造过程中,单个LED通过波峰焊工艺组被装到板上。LED冲压和弯曲过程中的锡片残留物会积聚在焊槽中,并经常粘附在LED的硅表面,对生产良率产生负面影响。粘性LED表面还可能在面板组装的拾放过程中因相互粘连或粘在拾放工具上而导致出现问题。这会造生产线频繁停机,降低了单位时间内的生产良率。显示器运行期间,外部影响(例如灰尘的积累)会随着时间的推移导致显示屏上的显著污染。

PlasmaPlus®保护涂层防止粘合剂渗漏

LED或半导体芯片组装工艺通常使用的是导电环氧基粘合剂。在热固化过程中,粘合剂中的低粘度成分可能会流出接合区域并润湿周围的表面,尤其是引线接合焊盘的电触点。这个现象被称为'渗漏'。  

粘合剂渗漏会削弱接触线和引线接合焊盘之间的连接。在最坏的情况下,电线可能会翘起,导致电接触丧失。渗漏还会对灌封树脂和外壳之间的粘合产生不利影响。

Plasmatreat公司与合作伙伴共同开发了一种特殊的超薄纳米涂层来解决这个问题。PlasmaPlus®防渗漏涂层可防止接触表面润湿并加强电线的连接,这一追加的优点可以通过电线拉力测试得到清楚地证明。涂层不会影响粘合剂和引线框架之间的粘合效果。它的涂装在芯片接合之前完成,并且在干燥条件下储存时保持极其稳定的状态。

通过等离子清洁(常压或真空)确保引线键合的安全

引线框架上清洁的接触表面对于确保芯片与引线框架的可靠接触至关重要。即使是最轻微的有机污染也会降低铝铜结合的质量。由于不可能产生足够的热量来熔化电线,因此所得的粘合将是冷粘合。

在引线键合之前通过真空等离子或 Openair-Plasma®常压等离子技术清洁引线框架,可以有效、可靠地去除有机污染物。

通过这种清洁工艺,超声波摩擦焊接的质量得到了显著的提高。