Абстрактные

uv led источник света, по сравнению с традиционным источником света uv, имеет преимущества защиты окружающей среды, низкого энергопотребления и выбора диапазона. применение УВ, ведущее в полиграфической промышленности, всегда имеет много проблем, проблема его надежности особенно остро стоит. органические материалы обладают свойствами плохой стойкости к ультрафиолетовому излучению и высокой проницаемостью, что ухудшает его производительность, что значительно снижает надежность работы светодиода. основанная на технологии упаковки cmh, неорганическая UV led - это 100% -ная упаковка неорганических материалов с хорошей герметичностью, высокой надежностью, долговечностью и низкой термостойкостью. потому что модель cob и dob отличается от инкапсулированного материала и технологии изготовления, существует большая разница между производительностью и надежностью двух. тепловое сопротивление изоляционного слоя подложки в значительной степени зависит от общего теплового сопротивления початка, а тепловое сопротивление сварочной прослойки оказывает большое влияние на добу.

Ⅰ, введение

в 1860-х годах появились первые вулканизирующие чернила. с быстрым развитием технологии вулканизации, полиграфическая промышленность, такая как цифровая печать, трафаретная печать, печать на пластинах, адажиография и глубокая печать и т. д., широко использовалась для вулканизации чернил, сопоставления источников ультрафиолетового излучения в традиционном источник света, такой как ультрафиолетовая ртутная лампа. однако традиционный источник ультрафиолетового света был ограничен все больше стран из-за защиты окружающей среды, что делает рынок ультрафиолетового светодиода (uv-led) быстро расти.

по сравнению с традиционным источником ультрафиолетового излучения, ув имеет множество преимуществ, таких как энергосбережение и защита окружающей среды, срок службы, низкое энергопотребление и дополнительная длина волны. в соответствии с длиной волны света, vv led делится на uva (315 ~ 400 нм), uvb (280 ~ 315 нм), uvc (200 ~ 280 нм). вообще говоря, более 300 нм люминесцентной длины волны близка к uv, менее 300 нм люминесцентной длины волны является глубокой uv. в зависимости от уровня упаковки и интеграции, UV-светодиод делится на дискретную часть и режим интеграции. в этой части режим интеграции делится на cob (чип на плате) и dob (устройство на борту). однако, cob припаивается непосредственно на подложку с помощью ряда светодиодных чипов, в то время как dob является первым, кто инкапсулирует светодиодную микросхему в устройство и затем сваривает несколько устройств на подложке.

как новый продукт, Ув привело также имеет всевозможные проблемы в полиграфической промышленности. органический материал подвергается воздействию энергии ультрафиолетового излучения для получения фотодеградации. чрезмерное воздействие вулканизирующих чернил приводит к превосходному мастерству поверхности чернил, или недостаточная экспозиция вулканизирующих чернил в плохом адгезионном состоянии. вредные вещества проникают в источник ультрафиолетового излучения и приводят к сбою источника света. а также другие проблемы - это совпадение источника ультрафиолетового излучения и вулканизирующих чернил, УФ-отверждение, равномерность излучения света, срок службы, стабильность, надежность источника вулканизации света. в настоящее время, у разных компаний по упаковке упаковок есть различная техника. поэтому тип, качество и цена на светодиодный источник света различны, что приводит к тому, что поставщики или потребители страдают от потери, потому что клиент приложения часто вызван различными проблемами надежности. поэтому в статье изучается и обсуждается дискретная часть uv led и uv в режиме интеграции в надежность применения полиграфической промышленности.

Ⅱ, uv вел дискретную часть

в соответствии с разным инкапсулированным материалом, UV диск дискретная часть делится на органический материал упаковки Ув привело и неорганических материалов упаковки Ув привело. органический материал упаковка uv led по-прежнему используется видимый свет светодиодной упаковки устройства. uv led chip будет покрыт органическим инкапсулированным материалом, таким как эпоксидная смола, органический силикон и т. д., с другой стороны, продукт будет использовать органический материал в качестве легкой чашки устройства с ультрафиолетовым излучением, например, серии emc на рынке. однако, упаковка урнов неорганического материала улучшилась, нацелилась на керамику как свет, стекло или металлическое стекло в качестве покрывающей пластины. в свойствах материала органический материал и неорганический материал имеют большую разницу. оба используются в упаковке UV. но для свойств, жизни и надежности всего устройства имеет большую разницу во влиянии. чтобы облегчить обсуждение, органические материалы представлены органическим силикагелем, а неорганические материалы представлены стеклом, а два сравниваются в следующих аспектах.

(1) коэффициент пропускания

коэффициент пропускания инкапсулированного материала на оптический путь чипа непосредственно влияет на оптический выход вольт-амперного напряжения. чем выше коэффициент пропускания материала в УФ-диапазоне, тем выше выходное напряжение UV. из-за различных свойств материала, коэффициент пропускания различных материалов в одной и той же полосе УФ может быть очень различным. как мы видим, исходный коэффициент пропускания органического силикона (метилсиликона и фенилсиликона) не имеет преимущества перед стеклом на всех длинах волн ультрафиолетовой полосы. но также при уменьшении длины волны начальная скорость проникновения органического силикагеля и стекла будет уменьшаться в разной степени. по сравнению со стеклом, начальная скорость проникновения органических материалов будет снижаться намного быстрее, чем скорость стекла. при 300 нм начальная скорость проникновения метилсиликона составляет менее 85%, что оказывает большое влияние на оптический выход кристалла, поэтому метил-силикон не подходит для нижнего ультрафиолетового диапазона полосы. в противном случае, спустя 24 часа после облучения светом 365 нм, скорость проникновения органического силикагеля в УФ-зону значительно снизилась, а скорость проникновения стекла не изменилась. можно видеть, что в ультрафиолетовой полосе начальный коэффициент пропускания стекла и коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения лучше, чем у органического силикона.

(2) тепловые свойства

для ультрафиолетовых лучей из органических материалов органические материалы не только подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения от кристалла, но также подвержены влиянию тепла, генерируемого чипом. особенно органический материал прямого покрытия на поверхности чипа, большое количество тепла в виде теплообмена на поверхности стружки непосредственно на органические материалы в течение длительного времени приводят к высокотемпературным условиям работы. высокая температура ускорит термическое старение органического материала. если органический материал жаростойких характеристик плох, он будет казаться легко желтеющим явлением, серьезным может оказаться даже карбид (черный) или растрескивание и другие аномалии. если устройство находится в состоянии переключения или высокого и низкотемпературного цикла в течение длительного времени, из-за чипа с коэффициентом теплового расширения органического материала (cte, коэффициент теплового расширения) не совпадают, чипы и органический материал стержня легко производить ненормальную зачистку. аномалии, такие как пожелтение и пилинг, могут уменьшить оптический выход и надежность устройства.

чтобы исследовать тепловые характеристики органических материалов и неорганических материалов, метилсиликона, фенилсиликона и стекла в то же время в печи 260 ℃ для выпечки. внешний вид осмотра показал, что фенилсилоксон, обнаруженный на третий день выпечки пожелтения, метилсиликона выпекания на седьмой день, хотя и не обнаружил очевидной этиоляции, но обнаружил аномалии трещин и стекла без какой-либо видимой аномалии. пожелтение фенилсиликатного геля происходит из-за окисления фенила его разветвленной цепи в среде с высокой температурой и кислородом, в то время как крекинг метилового силикагеля обусловлен высокой температурой, приводящей к сломанной связи. потому что основным компонентом стекла является диоксид кремния, его химическая стабильность отличная. можно видеть, что по сравнению с органическим силикагелем термостойкость стекла имеет очень большое преимущество.

(3) надежность

исследование нахождения, органический материал в течение долгого времени будет происходить при ультрафиолетовой радиационной радиации (аэробная среда, распределенная легкое окисление), появляются явления старения и пожелтения, серьезные и даже растрескивание. он значительно снижает эффективность фотосинтеза и надежность устройства и в конечном итоге приводит к его разрушению, это явление особенно серьезное в глубокой ультрафиолетовой полосе. чтобы оценить уровень надежности вольт-амперных характеристик или эффективность ультрафиолетового излучения инкапсулированных материалов, обычно проводится серия тестов надежности. в условиях обычного температурного старения, при условии, что температура окружающей среды, в то же время, освещающая ультрафиолетовое излучение световой полосы на 395 нм (обломок) инкапсуляции стекла и герметизации метилсиликона, поток излучения и наблюдение за внешним видом в течение 48 часов.

лучистый поток стеклянного инкапсулированного УВ постепенно уменьшался с увеличением времени старения, а поток излучения при 528 ч составлял около 93,1% до старения, и никаких очевидных изменений внешнего вида. но метилированный силиконовый инкапсулированный ультрафиолет, связанный с потоком излучения, должен был начаться в начале стареющей косой черты и не обнаружил явной аномалии по внешнему виду. основная причина заключается в том, что коэффициент пропускания и старения, характерный для метилсиликона (начальные потоки излучения уменьшаются быстро, стареют). с увеличением времени старения, меньшая скорость потока излучения стала меньше, в результате испытания на внешний вид было обнаружено, что силикагель внутри трещин появился (в основном, распределен вблизи кристалла), и появился интерфейс силикагеля и связывания с кристаллом. появление метилсилоксановой трещины указывает на то, что разрывная связь произошла, а аномалия зачистки обусловлена ​​несоответствием коэффициента теплового расширения силикагеля и чипа. в начале старения 336 ч скорость снижения потока ультрафиолета, инкапсулированного метилсиликоном, была значительно увеличена, а поток излучения при 528 ч был около 63,4% до старения. в это время тест на внешний вид обнаружил, что силикагель на вершине чипа, очевидно, взломан, что является основной причиной ускоренного снижения лучистого потока. если время жизни импульса uv определяется как время, когда поток излучения падает до 70% от начального значения, то срок службы UV, запечатанный силикагелем, намного короче, чем срок службы светодиода, заключенного в стекле.

(4) герметичность

воздухонепроницаемость устройства с ультрафиолетовым излучением зависит от скорости проникновения кислорода и уровня процесса упаковки упаковочных материалов. материал инкапсулирования имеет высокую скорость проникновения кислорода, а плотность воздуха в устройстве плохая, а вредные вещества во внешней среде могут легко проникать внутрь устройства и вызывать сбои устройства. воздухонепроницаемость устройства может привести к различным проблемам надежности, таким как коррозия стружки и покрытие серебром.

проницаемость влаги в органическом инкапсулирующем материале выше, чем стекло в воздухе, например, скорость передачи метил-силиконового кислорода обычно составляет 20000 ~ 30000 см3 / м2 * 24 ч * (атм), фенилсиликон обычно составляет 300-3000 см3 / м2 * 24 h * (атм). газ и вода могут проникать внутрь органического силикагеля. однако стекло представляет собой неорганическое вещество высокой плотности, а его межмолекулярный зазор меньше, чем вода, поэтому газ и вода не могут проникать сквозь стекло. в результате стекло легче инкапсулировать, чем органический силикон.

(5) электрические свойства

органические материалы, такие как органосиликон, обычно содержат определенное количество na +, k + и cl-плазмы, а органические материалы выделяются с небольшими молекулами в течение более или менее времени. покрытие органического материала на поверхности чипа, материал внутри иона или чрезмерное высвобождение небольших молекул могут вызвать определенную степень повреждения чипа, например, увеличение тока чипа и обратной утечки. но стекло не показывает эту аномалию.

Подводя итог, свойства неорганических материалов превосходят органические материалы. органический материал часто соответствует ультрафиолетовому диапазону ультрафиолетового светодиодного чипа для производительности и надежности случаев с низкими требованиями, а также в суровых условиях, таких как высокая влажность или другие случаи с более высокими требованиями к неорганическому материалу для ультрафиолета.

Ⅲ, uv привели интеграционные модули

как упомянуто выше, общие интеграционные модули на ультравысокочастотном рынке на рынке в основном являются cob и dob. различия между этими двумя модулями в основном отражены в следующих аспектах: 1, упаковочные материалы; 2, производственный процесс; 3, световые характеристики; 4, электрические характеристики; 5, тепловые характеристики.

(1) упаковочные материалы

основное различие между cob и dob в упаковочных материалах - это чип и подложка. початок кросс-структурной микросхемы и початка чипа вертикальной структуры распространены на рынке, в то время как док использует чип вертикальной структуры. существуют два основных типа подложки для интегрального модуля с ультрафиолетовым излучением, медной подложки и керамической подложки. разница между двумя типами субстратов отражается в следующих аспектах:

1.Price. алюминиевая нитридная керамическая подложка более дорогая, чем медная подложка.

2.structure. структура медной подложки обычно представляет собой слой схемы (слой меди), изоляционный слой (смола bt) и слой меди, в то время как керамическая подложка из нитрида алюминия обычно представляет собой слой схемы и керамический слой.

3. Механические свойства. алюминиевая нитридная керамика является хрупкой и может легко растрескиваться или трескаться во время изготовления и установки, а медная подложка обычно этого не делает.

4.Техническая производительность. хотя теплопроводность меди выше, чем у нитрида алюминия, медная подложка содержит слой изоляционного слоя, который может в некоторой степени затруднить тепловыделение чипа.

Разнообразие 5.design. по сравнению с керамической подложкой медная подложка легче менять по форме и размеру.

выбор упаковочных материалов отличается, а производительность и надежность устройства различны.

(2) производственный процесс

это в основном отражено в следующих двух аспектах:

1.cob обычно относится к индивидуальным продуктам, и трудно добиться стандартизации или массового производства, в то время как dob прикрепляется к подложке с помощью устройств с ультрафиолетовым излучением, которые имеют стандартизованное и крупномасштабное производство.

2. Процесс изготовления початка более сложный, чем доб. после возникновения производственного дефекта, такого как линия обрушения, весь початок будет утилизирован, а доба потеряет только одно устройство.

кроме того, в процессе использования початок может заменять весь источник света только после того, как источник света выходит из строя, а добе требуется только заменить неисправное устройство.

(3) световые характеристики

потому что чип горизонтальной структуры обычно использует сапфир в качестве подложки, его характеристики рассеивания тепла хуже, чем у чипа вертикальной структуры. поэтому максимальный прямой ток и оптическая плотность мощности, которые могут пропускаться микросхемой вертикальной структуры, больше, чем максимальная мощность микросхемы поперечной структуры. початок микросхемы с поперечной структурой UV часто используется для малой мощности (ниже десятков ватт) благодаря своим характеристикам чипа.

(4) электрические характеристики

в настоящее время антистатическая защита UV-светодиодов в основном реализуется путем добавления зенера. в результате, cob не может делать антистатической защиты каждого чипа, в то время как dob может. поэтому антистатические характеристики початка намного хуже, чем доб. кроме того, модули dob могут быть спроектированы для легкого тестирования и испытания на утечку одиночного устройства через схему схемы подложки, что удобно для анализа отказов.

(5) тепловые характеристики

вообще говоря, путь рассеивания тепла устройства с ультрафиолетовым излучением в основном состоит из трех: ① чип - золотой провод - линейный слой - светлая чаша - окружающая среда; ② чип - внешний герметик (газ или воздух) - объектив (крышка) - окружающая среда; ③ кристалл - слой твердого кристалла - подложка - окружающая среда. путь ① и ② очень ограничен, путь ③ - основной путь рассеивания тепла. соответственно, показана типичная структура початков и доков, а также основной путь охлаждения. как упомянуто выше, характеристики теплоотдачи самого поперечного элемента структуры не очень хорошие. таким образом, по сравнению с вертикальной структурой Ув-В-вом чип-початками и дойкой охлаждения можно обнаружить, что на устройстве имеется более двух очень тонких слоев позолоченного слоя и слоя керамики из нитрида алюминия, а также между подложкой и устройством слой припоя, но меньше в подложке слой изоляции. расчет теплового сопротивления початков и добов осуществляется в идеальном состоянии без учета теплового сопротивления диффузии. по сравнению с добом общее тепловое сопротивление початка намного больше, потому что тепловое сопротивление изоляционного слоя в медном субстрате крошки слишком велико. для dob, его сварочный соединительный слой (включая твердый кристаллический слой и паяльную пасту и т. д.) от общего теплового сопротивления относительно большого, если плохое качество сварки межсоединений, такое как недостаточное количество припоя или пустота, его влияние на общее количество тепловое сопротивление будет больше.

(продолжение следует, пожалуйста, обращайтесь к руководству по оценке надежности uv (Ⅱ)).