astratto

La sorgente luminosa a led uv, rispetto alla tradizionale sorgente luminosa UV, presenta i vantaggi della protezione ambientale, del basso consumo energetico e della selezione della banda. l'applicazione del settore della stampa su Internet ha sempre molte sfide, il suo problema di affidabilità è particolarmente acuto. i materiali organici hanno le proprietà di scarsa resistenza agli UV e alta permeabilità, che il deterioramento delle sue prestazioni ridurrà notevolmente l'affidabilità del led UV. basato sulla tecnologia di imballaggio cmh, il piombo uv inorganico è utilizzato al 100% in materiali inorganici, con buona tenuta all'aria, alta affidabilità, lunga durata e bassa resistenza termica. poiché il modello di cob e dob è diverso dal materiale incapsulato e dalla tecnica di produzione, c'è una grande differenza tra le prestazioni e l'affidabilità delle due. la resistenza termica dello strato isolante del substrato ha una grande proporzione alla resistenza termica totale della pannocchia e la resistenza termica dell'intercalare della saldatura ha una grande influenza sul dob.

Ⅰ, introduzione

negli anni '60 del XIX secolo apparve il primo inchiostro reticolante UV. con il rapido sviluppo della tecnologia di polimerizzazione a UV, il settore della stampa come la stampa digitale, la stampa di stencil, la stampa di lastre, la stampa adagio e rotocalco, ecc. è stato ampiamente utilizzato per inchiostri UV, abbinando le fonti di luce UV tradizionali fonte di luce come la lampada al mercurio ultravioletta. tuttavia, la tradizionale fonte di luce UV è stata limitata da un numero sempre maggiore di paesi a causa della protezione ambientale, che fa crescere rapidamente il mercato dei diodi a emissione luminosa ultravioletti (uv-led).

confrontato con la tradizionale sorgente luminosa UV, il led uv presenta molti vantaggi come risparmio energetico e protezione ambientale, durata, basso consumo energetico e lunghezza d'onda opzionale. in base alla lunghezza d'onda della luce, il led uv è diviso in uva (315 ~ 400nm), uvb (280 ~ 315nm), uvc (200 ~ 280nm). in generale, maggiore di 300 nm di lunghezza d'onda luminescente è vicino a uv, meno di 300 nm di lunghezza d'onda luminescente è uv profondo. in base al diverso livello di imballaggio e integrazione, uv led è suddiviso in modalità di parte e integrazione discrete. in questa parte, la modalità di integrazione è suddivisa in cob (chip on board) e dob (device on board). tuttavia, il cob è saldato direttamente su un substrato con un numero di chip a led, mentre il dob è il primo a incapsulare il chip a led nel dispositivo e quindi a saldare più dispositivi su un substrato.

come nuovo prodotto, uv ha portato anche tutti i tipi di sfide nel settore della stampa. il materiale organico è esposto all'energia UV per produrre un degrado fotografico. l'esposizione eccessiva di inchiostro per polimerizzazione UV porta ad avere una perfetta padronanza della superficie dell'inchiostro, o l'esposizione insufficiente di inchiostro per polimerizzazione UV è in scarsa qualità adesiva. Le sostanze nocive penetrano nella fonte di luce UV e causano il guasto della sorgente luminosa. così come altre sfide sono l'abbinamento della sorgente di luce UV e dell'inchiostro di polimerizzazione UV, l'uniformità della sorgente luminosa a polimerizzazione UV dell'emissione luminosa, la durata, la stabilità, l'affidabilità della sorgente luminosa a polimerizzazione UV. al giorno d'oggi, diverse società di imballaggio led ha una tecnica diversa. quindi il tipo, la qualità e il prezzo della sorgente luminosa a LED sono diversi, il che fa sì che i fornitori o i consumatori subiscano la perdita perché il client applicativo è spesso causato da vari problemi di affidabilità. Pertanto, l'articolo è studiato e discusso, ha condotto la parte discreta e la modalità di integrazione guidata da uv nell'affidabilità dell'applicazione del settore della stampa.

U, hai guidato la parte discreta

secondo il materiale incapsulato differente, la parte discreta principale uv è divisa nel materiale organico che imballa il piombo uv e il materiale inorganico che impacchetta il piombo uv. il materiale organico dell'imballaggio uv principale è ancora imballaggio visibile principale del dispositivo della luce visibile. il chip a led uv sarà rivestito di materiale incapsulato organico, come resina epossidica, silicone organico, ecc. d'altro canto, il prodotto utilizzerà materiale organico come una tazza leggera di dispositivo a led uv, come la serie di prodotti emc sul mercato. tuttavia, il confezionamento di materiali inorganici a led uv è migliorato, mirano alla ceramica come vetro di illuminazione, vetro o metallo come piastra di copertura. nelle proprietà del materiale, il materiale organico e il materiale inorganico hanno la grande differenza. entrambi sono utilizzati nell'imballaggio a led uv. ma per le proprietà, la durata e l'affidabilità dell'intero dispositivo hanno una grande differenza di influenza. per facilitare la discussione, i materiali organici sono rappresentati da gel di silice organico, e i materiali inorganici sono rappresentati da vetro, e i due sono confrontati nei seguenti aspetti.

(1) trasmittanza

la trasmittanza del materiale incapsulato sul percorso ottico del chip influenza direttamente l'uscita ottica del led uv. maggiore è la trasmittanza del materiale nella banda uv, maggiore è l'uscita della luce a led uv. a causa delle diverse proprietà del materiale, la trasmissione di materiali diversi nella stessa banda UV può essere molto diversa. come possiamo vedere, la trasmittanza iniziale di silicone organico (metile siliconico e silicone fenilico) non ha alcun vantaggio sul vetro a tutte le lunghezze d'onda della banda ultravioletta. ma anche, con la diminuzione della lunghezza d'onda, il tasso di penetrazione iniziale del gel di silice organico e del vetro diminuirà in misura diversa. rispetto al vetro, il tasso di penetrazione iniziale dei materiali organici diminuirà molto più rapidamente di quello del vetro. quando 300 nm, la velocità di penetrazione iniziale del silicone metilico è inferiore all'85%, che ha una grande influenza sull'uscita ottica del chip, quindi il metil silicone non è adatto per la banda ultravioletta inferiore della banda. altrimenti, esposta a luce UV 365nm 24 ore dopo, il tasso di penetrazione del gel di silice organico nella banda UV è diminuito significativamente, mentre il tasso di penetrazione del vetro non è cambiato. si può vedere che, nella banda ultravioletta, la trasmittanza iniziale del vetro e la trasmittanza dell'invecchiamento sono migliori di quelle del silicone organico.

(2) proprietà termiche

per i led uv dei materiali organici, i materiali organici non sono solo esposti alla luce ultravioletta dal chip, ma sono anche influenzati dal calore generato dal chip. in particolare materiale organico del rivestimento diretto sulla superficie del chip, un'elevata quantità di calore sotto forma di trasferimento di calore sulla superficie del chip direttamente ai materiali organici risulta a lungo in condizioni di funzionamento a temperatura elevata. l'alta temperatura accelera l'invecchiamento termico del materiale organico. se il materiale organico delle prestazioni resistenti al calore è scarso, apparirà facilmente fenomeno di ingiallimento, può apparire serio anche il carburo (nero) o crepe e altre anomalie. se il dispositivo è sotto uno stato di interruttore o ciclo di alta e bassa temperatura per un lungo periodo, a causa del chip con coefficiente di dilatazione termica del materiale organico (cte, coefficiente di dilatazione termica) non combaciano, i trucioli e il materiale organico del bastoncino è facile da produrre stripping anormale. anomalie quali ingiallimento e desquamazione possono ridurre l'uscita ottica e l'affidabilità del dispositivo.

per studiare le prestazioni termiche di materiali organici e materiali inorganici, silicone metilico, silicone fenilico e vetro allo stesso tempo nel forno a 260 ℃ per la cottura. il controllo dell'aspetto ha rilevato che il silicone fenilico trovato nel terzo giorno della cottura al silicone, la cottura al silicone metilico nel settimo giorno non ha riscontrato un'eventuale eziolizzazione evidente, ma presentava anormalità della fessura e vetro senza alcuna apparente anomalia. l'ingiallimento del fenil-gel di silice è dovuto all'ossidazione del fenile della sua catena ramificata in ambiente ad alta temperatura e ossigeno, mentre il cracking del gel di metil silice è dovuto all'elevata temperatura che porta al legame rotto. poiché il componente principale del vetro è il biossido di silicio, la sua stabilità chimica è eccellente. si può vedere che rispetto al gel di silice organico, la resistenza al calore del vetro ha un vantaggio molto grande.

(3) affidabilità

ricerca di reperimento, materiale organico per lungo tempo avverrà sotto radiazione di luce di irradiazione UV (ossidazione della luce distribuita ambiente aerobico), apparire fenomeno di invecchiamento e ingiallimento, grave e persino cracking. fa un significativo declino nell'efficienza fotosintetica e nell'affidabilità del dispositivo, e alla fine porta al fallimento, questo fenomeno è particolarmente grave nella banda ultravioletta profonda. al fine di valutare il livello di affidabilità del led uv o le prestazioni anti-uv dei materiali incapsulati, vengono di solito effettuate una serie di test di affidabilità. nel normale test di invecchiamento della temperatura, nella condizione di temperatura ambiente, allo stesso tempo si accende banda luminosa a led uv a 395 nm (chip) dell'incapsulamento del vetro e incapsulamento del silicone metilico, un flusso di radiazione e l'osservazione dell'aspetto per 48 ore.

il flusso radiante del vetro incapsulato ha portato gradualmente a diminuire con l'aumento del tempo di invecchiamento e il flusso di radiazioni a 528 ore era circa del 93,1% prima dell'invecchiamento e nessun cambiamento evidente nell'aspetto. ma il piombo uv incapsulato in silicone metilico doveva iniziare all'inizio del taglio invecchiante e non aveva trovato alcuna anomalia evidente nell'aspetto. il motivo principale è la caduta della trasmittanza e l'invecchiamento caratteristico del metil siliconico (i flussi di radiazioni iniziali diminuivano rapidamente l'invecchiamento). con l'aumento del tempo di invecchiamento, la velocità più bassa del flusso di radiazioni si è ridotta, il test estetico ha rilevato che il gel di silice all'interno delle fessure è apparso (distribuito principalmente vicino a un chip) e l'interfaccia di gel di silice e chip chip è apparsa. l'aspetto della cricca di metile siliconico indica che il legame rotto si è verificato e l'anomalia di stripping è dovuta alla mancata corrispondenza del coefficiente di dilatazione termica del gel di silice e del chip. all'inizio dell'invecchiamento 336h, il tasso di diminuzione del flusso di radiazione del led uv incapsulato dal metile siliconico era significativamente aumentato, e il flusso di radiazione a 528h era di circa il 63,4% prima dell'invecchiamento. in quel momento, il test dell'aspetto ha rilevato che il gel di silice sulla parte superiore del chip era evidentemente incrinato, il motivo principale del declino accelerato del flusso radiante. se la durata del led uv è definita come il tempo in cui il flusso di radiazione scende al 70% del valore iniziale, allora la durata del led uv sigillato dal gel di silice è molto più breve di quella del led UV incapsulato in vetro.

(4) tenuta all'aria

la tenuta all'aria del dispositivo a led è soggetta alla velocità di penetrazione dell'ossigeno e al livello del processo di imballaggio dei materiali di imballaggio. il materiale di incapsulamento ha un alto tasso di ossigeno di penetrazione e la tenuta all'aria del dispositivo è scarsa e le sostanze nocive nell'ambiente esterno possono penetrare facilmente all'interno del dispositivo e causare il malfunzionamento del dispositivo. la tenuta all'aria del dispositivo può portare a vari problemi di affidabilità, come la corrosione dei trucioli e la placcatura d'argento.

materiale di incapsulamento organico la permeabilità all'umidità è superiore al vetro nell'aria, per esempio, la velocità di trasmissione dell'ossigeno del silicone metilico è tipicamente di 20000 ~ 30000 cm3 / m2 * 24 h * (atm), il silicone fenilico generalmente è 300 ~ 3000 cm3 / m2 * 24 h * (atm). gas e acqua possono penetrare all'interno del gel di silice organico. tuttavia, il vetro è una materia inorganica ad alta densità e il suo intervallo intermolecolare è inferiore all'acqua, quindi il gas e l'acqua non possono penetrare nel vetro. di conseguenza, il vetro è più facile da incapsulare rispetto al silicone organico.

(5) proprietà elettriche

materiali organici come l'organosilicone di solito contengono una certa quantità di na +, k + e cl-plasma e materiali organici vengono rilasciati con piccole molecole in un tempo più o meno lungo. Il rivestimento di materiale organico sulla superficie del chip, il materiale all'interno dello ione o il rilascio eccessivo di piccole molecole possono causare un certo grado di danno alle prestazioni del chip, come l'aumento della corrente di dispersione del chip e della corrente inversa. ma il vetro non mostra questa anomalia.

per riassumere, le proprietà dei materiali inorganici sono superiori ai materiali organici. il materiale organico spesso si abbina al chip ultravioletto a banda ultravioletta per le prestazioni e l'affidabilità delle occasioni con requisiti bassi, e in ambienti difficili come umidità elevata o altre occasioni con requisiti più elevati di materiale inorganico per led a LED.

Ⅲ, uv ha portato moduli di integrazione

come accennato in precedenza, i moduli di integrazione guidati da uv comuni sul mercato sono principalmente cob e dob. le differenze tra i due moduli si riflettono principalmente nei seguenti aspetti: 1, materiali di imballaggio; 2, processo di produzione; 3, prestazione leggera; 4, prestazioni elettriche; 5, prestazione termica.

(1) materiali di imballaggio

la principale differenza tra cob e dob nei materiali di imballaggio è il chip e il substrato. la pannocchia del chip della struttura trasversale e la pannocchia del chip della struttura verticale sono comuni nel mercato, mentre il dob utilizza il chip della struttura verticale. ci sono due tipi principali di substrato per il modulo integrato uv led, il substrato di rame e il substrato in ceramica. la differenza tra i due tipi di substrato si riflette nei seguenti aspetti:

1.Price. il substrato ceramico di nitruro di alluminio è più costoso del substrato di rame.

2.Structure. la struttura del substrato di rame è generalmente lo strato circuitale (strato di rame), lo strato isolante (resina bt) e lo strato di rame, mentre il substrato ceramico di nitruro di alluminio è generalmente lo strato circuitale e lo strato ceramico.

3. proprietà meccaniche. le ceramiche di nitruro di alluminio sono fragili e possono rompersi o rompersi facilmente durante la produzione e l'installazione, e il substrato di rame in genere no.

Prestazione 4.thermal. sebbene la conduttività termica del rame sia superiore a quella del nitruro di alluminio, il substrato di rame contiene uno strato di strato isolante che può in qualche modo ostacolare la dissipazione del calore del chip.

5.design diversità. confrontato con il substrato ceramico, il substrato di rame è più facile da cambiare in forma e dimensioni.

la scelta dei materiali di imballaggio è diversa e le prestazioni e l'affidabilità del dispositivo sono diverse.

(2) processo di produzione

si riflette principalmente nei seguenti due aspetti:

1.cob generalmente appartiene a prodotti personalizzati ed è difficile ottenere la standardizzazione o la produzione di massa, mentre il dob è collegato al substrato da dispositivi a led uv che hanno una produzione standardizzata e su larga scala.

2. il processo di fabbricazione della pannocchia è più difficile rispetto al dob. una volta che il difetto di fabbricazione si verifica, come ad esempio la linea di collasso, l'intero pannocchia verrà scartato, mentre il dob perderà solo un dispositivo.

inoltre, nel processo di utilizzo, la pannocchia può sostituire l'intera sorgente di luce solo quando la sorgente di luce non funziona, e il dob deve solo sostituire il dispositivo guasto.

(3) prestazione leggera

poiché il chip della struttura orizzontale utilizza solitamente lo zaffiro come substrato, le sue prestazioni di dissipazione del calore sono peggiori rispetto a quelle del chip della struttura verticale. pertanto, la massima corrente diretta e la densità di potenza ottica che il chip della struttura verticale può essere lasciato passare sono maggiori di quella del chip della struttura trasversale. la pannocchia del chip a struttura uv a struttura trasversale è spesso utilizzata per basse potenze (sotto dozzine di watt) a causa delle sue caratteristiche del chip.

(4) prestazioni elettriche

allo stato attuale, la protezione antistatica del led uv è principalmente realizzata dal modo di aggiungere zener. di conseguenza, cob non può fare la protezione antistatica di ogni chip, mentre può dob can. quindi, la prestazione antistatica della pannocchia è molto peggiore di quella del dob. inoltre, i moduli DOB possono essere progettati per illuminare il test e la prova della corrente di perdita di un singolo dispositivo attraverso il design del circuito del substrato, che è conveniente per l'analisi dei guasti.

(5) prestazione termica

in generale, il percorso di dissipazione del calore del dispositivo a led uv è principalmente tre: ① il chip - filo d'oro - strato di linea - tazza leggera - ambiente; ② chip - sigillante esterno (gas o aria) - lente (coperchio) - ambiente; ③ il chip - strato di cristallo solido - substrato - ambiente. il percorso ① e ② è molto limitato, il percorso ③ è il percorso principale di dissipazione del calore. di conseguenza, vengono mostrate la struttura tipica di cob e dob e il percorso di raffreddamento principale. come detto sopra, le prestazioni di dissipazione del calore del chip della struttura trasversale non sono buone. così, rispetto alla struttura verticale uv led chip cob e dob percorso di raffreddamento può essere trovato che dob sul dispositivo più di due strato molto sottile di strato placcato oro e uno strato di ceramica nitruro di alluminio e tra substrato e dispositivo uno strato di saldatura, ma meno nel substrato uno strato di isolamento. il calcolo della resistenza termica di cob and dob viene eseguito nello stato ideale senza considerare la resistenza termica di diffusione. confrontato con il dob, la resistenza termica totale della pannocchia è molto più grande, perché la resistenza termica dello strato isolante nel substrato di rame cob è troppo grande. per dob, il suo strato di interconnessione di saldatura (compreso lo strato di cristallo solido e pasta saldante, ecc.) della resistenza termica totale di relativamente grande, se la scarsa qualità di saldatura delle interconnessioni, come saldatura insufficiente o vuoto molto, la sua influenza sul totale la resistenza termica sarà maggiore.

(per continuare, si prega di re u led research research (Ⅱ))