1. نظرة عامة على تكنولوجيا ومواد التعبئة والتغليف أدى

المصابيح هي أشباه الموصلات الثنائيات الباعثة للضوء التي تستخدم الآن على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الإضاءة ، والشاشات ، والمعلومات ، وأجهزة الاستشعار. وفقًا لمتطلبات الطاقة والتطبيقات ، تستخدم أجهزة LED مواد تغليف مقابلة ، بما في ذلك راتنجات الإيبوكسي وراتنج السيليكون ومواد التعبئة غير العضوية.

تحتاج مواد التغليف وعمليات التغليف ومعدات التغليف إلى مطابقة بعضها البعض ، وهي في الأساس مراسلات واحدة لواحد. الطرق الرئيسية لتغليف الصمام هي كما يلي:

1) الاستغناء والبوتينغ على أساس الغراء السائل.

2) صب النقل على أساس الحالة الصلبة EMc ؛

3) نوع الضغط الفراغي على أساس طبقة لاصقة شبه معالجة ؛

4) طرق التعبئة الخاصة الأخرى ، مثل قولبة حقن القالب القائمة على الراتنج السائل ، والتنظيف بالفرشاة أو الطباعة ، والرش وعمليات التعبئة الأخرى القائمة على الغراء ذي الانسيابية.

1.1 تكنولوجيا توزيع بوتينغ

تشمل المعدات الأساسية لعملية التوزيع آلة توزيع (مع ضغط الهواء ومضخة المكبس ومضخة التروس وطرق التغذية الأخرى) ، وقوس معدني متكامل بسد أو كوب عاكس ، ومواد التعبئة والتغليف عبارة عن غراء مكون من عنصرين أو مكون واحد. يتم تغليف كل من راتنجات الإيبوكسي السائلة وهلام السيليكون السائل بشكل أساسي في عبوة مكونة من مكونين ، لأن المكون من عنصرين يساعد على تخزين المادة على المدى الطويل ، ولكن يجب خلطها بالكامل لتحقيق التوحيد قبل التوزيع والبوتينغ. من أجل خلط الغراء بمواد غير عضوية مثل الفوسفور ، من الضروري استخدام موزع كوكبي مزدوج عالي السرعة لضمان أن المواد غير العضوية مشتتة بشكل موحد داخل الراتنج العضوي. يجب تغليف المادة المختلطة وفقًا لطريقة التشغيل الموصى بها من المورد واستخدامها خلال الوقت المحدد ، وإلا ، لا يمكن تشتيت المادة غير العضوية بشكل ثابت في الغراء السائل لفترة طويلة ، وسيحدث تكتل وترسيب. بالإضافة إلى ذلك ، بعد خلط المكونات A و B ، حتى عند تخزينها في درجة حرارة الغرفة ، يمكن أن يحدث الربط الكيميائي أو الرطوبة ، مما قد يؤثر على استقرار اللزوجة للمادة. يستخدم راتنجات الإيبوكسي بشكل رئيسي أنهيدريد كعامل معالجة ويتم تكوينه كمواد تغليف تفاعلية إضافية ، وراتنجات الإيبوكسي هذا عبارة عن تركيبة مكونة من a و B. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن صياغة راتنجات الإيبوكسي كغراء مكون واحد بناءً على آلية التفاعل الكاتيوني. تتميز مادة صياغة التفاعل الأيوني هذه بمقاومة أكبر للحرارة ومقاومة اصفرار درجات الحرارة العالية ، ولكن بسبب التكلفة العالية لنظام الحفاز ، لا يمكن استخدامها على نطاق واسع ، وتقتصر فقط على مجال التعبئة والتغليف مع متطلبات عالية من التيكسوتروبي. يستخدم محلول السيليكون المستخدم في تطبيقات التغليف LED بشكل أساسي البلاتين المعدني لتحفيز نظام تفاعل الإضافة للسيلوكسانات العضوية التي تحتوي على روابط مزدوجة وسيلوكسانات عضوية تحتوي على هيدروجين السيليكون. عادة ما يتم صياغة نظام التفاعل كمواد تغليف ثنائية المكونات مع a و B ، وهي مستقرة وسهلة التخزين. معظم المواد اللاصقة لتغليف الصمام هي مواد معالجة بالحرارة ، وبعض مواد التغليف تستخدم أنظمة معالجة الضوء بالأشعة فوق البنفسجية للتطبيقات الخاصة. لمواد المعالجة الحرارية ، بعد التوزيع ، يجب خبز الغراء عند درجة حرارة عالية تبلغ 150 درجة لمدة تتراوح من 2-5 ساعات لتحقيق حزمة الشفاء الكامل. عندما يتم علاج الراتنج ، سيخضع الراتنج لانكماش حجم معين ، مما يؤدي إلى تقلص الإجهاد ، والذي سيكون له تأثير معين على الترابط بين الراتنج والرقاقة ، والرقاقة والغراء الفضي ، ومفصل لحام الأسلاك الذهبية ، واجهة الترابط بين الراتنج والقوس. لذلك ، ترتبط مواد التعبئة والتغليف وعملية التعبئة مباشرة باستقرار نظام جهاز LED ، ويحتاج مهندس التغليف إلى دراسة وتحليل منهجي ودقيق لتحديد عملية التعبئة والتغليف المثلى ومواد التعبئة والتغليف.

1.2 تقنية قولبة النقل القائمة على مواد تغليف الراتنج بالحرارة

قولبة النقل عبارة عن تقنية قولبة نقل ، تتكون من ثلاثة عناصر: آلة قولبة ، ورقاقة ومواد داعمة لها ، وراتنج تعبئة EMC (مركب قولبة إيبوكسي). تم تلخيص التصنيف واقتصاد التوليد لمعدات ماكينات القولبة الرئيسية في الجدول 1.

هناك نوعان من دعامات الرقاقة: قوس معدني (leadflame) والركيزة (ركيزة PCB). يتم ربط الرقائق الكاملة بقوس أو ركيزة بواسطة لاصق لاصق لاصق موصل أو غير موصل ، ثم يتم توصيله بالرقاقة والدعم من خلال سلك ذهبي (سلك ألومنيوم أو سلك نحاسي لبعض المنتجات). يتم إرفاق رقائق الوجه بالدعم بواسطة معجون اللحام أو اللحام اليوتيكتيك ، مما يلغي الحاجة إلى ربط الأسلاك.

مادة تشكيل راتنجات الإيبوكسي للتغليف LED هي مادة راتنج صلبة شبه الشفاء في درجة حرارة الغرفة تتكون من راتنجات الإيبوكسي ، عامل علاج ، ومضافات خاصة ، وهي "كعكة" أسطوانية. تشير الصناعة عادة إلى قطر 35 ، و 46 ، و 48 على أنه "خبز مسطح" ، وهو مناسب لآلات القولبة التقليدية ؛ قطر 13: ، 14: 1500 ، 16: كعكة صغيرة ، مناسبة لقالب MGP أو آلة تشكيل القوالب الأوتوماتيكية. يبدأ EMC في الذوبان عند درجة حرارة التغليف ، عادة 150 درجة مئوية ، ويتم دفعه بواسطة قضيب النقل الخاص بالصفيحة من خلال قناة التدفق ويتم حقنه في التجويف الذي يحتوي على الرقاقة. ستخضع EMC لرد فعل المعالجة عند درجة حرارة عالية ، وتفقد السيولة ، بعد أن تكمل آلة التشكيل حقن النقل ، بعد بضع دقائق من الضغط ، يمكنك التأكد من اكتمال معالجة EMC ، وإتمام عملية التعبئة LED.

الشكل 1 هو رسم تخطيطي لقولبة الحقن EMC.

1.3 تقنية التغليف بالضغط الساخن على أساس غشاء فوسفور السيليكون شبه المعالجة

تقنية تصفيح الأغشية اللاصقة هي طريقة تغليف CSP (حزمة مقياس الرقاقة) الناشئة للمصايد ذات الطاقة المتوسطة والعالية في السنوات الخمس الماضية. يتميز هيكل CSP LED بمزايا اللون الفاتح الموحد ، وهيكل تبديد الحرارة الممتاز ، وحجم التنسيب الصغير ، ويستخدم في الإضاءة الخلفية للتلفزيون ، والإضاءة الخلفية للهاتف المحمول ، وأضواء السيارة ، والفلاش ، والإضاءة التجارية في مجال الإضاءة الذكية ، مقارنة مع شكل التغليف LED الرسمي التقليدي ، تتميز تقنية تصفيح الأغشية اللاصقة بمزايا تقنية لا يمكن الاستغناء عنها ، مما سيعزز التطور السريع في مجال الصمام. يعتمد مفهوم CSP في الصناعة التي يقودها على مفهوم صناعة IC ، أي أن حجم الجهاز المعبأ لا يزيد عن 1.14 مرة عن الشريحة العارية غير المعبأة. يختلف مفهوم CSP في صناعة الصمام قليلاً عن IC في أنه مدمج بشكل وثيق مع تقنية رقاقة الوجه ، أي أنه يلغي الحاجة إلى ربط الأسلاك ويمكن استخدامه مباشرة من قبل سطح المصباح SMT.

الشكل 2: تقنية التغليف بالضغط الساخن على أساس طبقة فوسفور سيليكون شبه الشفاء

التكنولوجيا الأساسية للتغليف LED CSP هو تشكيل طبقة لاصقة الفلورسنت يمكن التحكم فيها وموحدة على الأسطح الخمسة اللامعة للرقاقة. قبل نضج تقنية الطبقة اللاصقة ، تم تشكيل طبقة الفلورسنت على سطح الرقاقة عن طريق رش الغراء الفلوري. تم تصميم عملية الرش وفقًا لدرجة حرارة لون الصمام ، ويستغرق الرش 7-15 مرة بشكل متكرر لتلبية متطلبات التصميم ، وبالتالي فإن كفاءة الإنتاج ليست جيدة. بمساعدة معدات الضغط الدقيقة وتركيبات الضغط ، بالإضافة إلى ثبات وتوحيد طبقة الفلورسنت شبه المعالجة ، يمكن لطريقة تصفيح الغشاء الفلوري إنتاج CSP بدقة وكفاءة عالية ، وتحسين كفاءة الإنتاج إلى حد كبير.

الشكل 3 هو الرسم التخطيطي لطريقة تصفيح الغشاء اللاصق

الخطوات الأساسية لعملية تصفيح غشاء الفلورسنت هي: وضع الكريستال على طبقة اللصق المقاومة للحرارة ، مع طبقة لاصقة الفلورسنت الجاهزة في تركيب الضغط الفراغي ، عقد الضغط الفراغي وعلاج الغشاء 5-10 دقائق ، وتصلب اللصق وقطع مجموعة الرقاقة. تحتاج معدات الضغط بالفراغ إلى قدرات عملية أساسية مثل التحكم في درجة الحرارة بدقة عالية للقوالب العلوية والسفلية ، والتفريغ السريع ، والتحكم في ضربة تثبيت القالب الناعم. مع أخذ شريحة قلاب 35mil * 35mil كمثال ، يمكن لتركيبات الضغط القياسية 100*100 أن تحمل 6000 رقاقة ؛ يمكن لطاولة التشغيل لآلة الضغط الناضجة والمنتجة بكميات كبيرة وضع 4 قطع من تركيبات الضغط القياسية في وقت واحد ، لذلك يمكن استنتاج أن القدرة الإنتاجية CSP لآلة واحدة (المحسوب من حيث دورة الضغط لمدة 10 دقائق) هو 144K/hr. وبالتالي ، فإن تصفيح الأغشية اللاصقة الفلورية هو طريقة تصنيع CSP عالية الكفاءة ومنخفضة التكلفة وسهلة التحكم.

2. مواد التعبئة والتغليف في التقسيم الفرعي الناشئ للتغليف LED

وفقًا لتصنيف التركيب الكيميائي للمواد ، تشمل مواد التغليف LED بشكل رئيسي راتنجات الإيبوكسي والسيليكون ؛ وفقًا لتصنيف تطبيق التعبئة والتغليف وعملية التعبئة والتغليف ، هناك المزيد من التقسيمات الفرعية لمواد التعبئة والتغليف. يبين الجدول 2 شكل مواد التعبئة والتغليف ، وعمليات التعبئة والتغليف ، وتطبيقات منتجات التعبئة والتغليف وحالة المنافسة لموردي المواد.

2.1 قطاع السوق 1: حزمة إيبوكسي EMC لإشارة الطاقة الصغيرة ChipLED

تُستخدم المصابيح منخفضة الطاقة في ChipLEDs التي يتم تعبئتها على ركيزة أو شريحة معدنية ، وبسبب الحجم الكبير والتنافس الشرس على الإنتاجية والكفاءة ، تستخدم الشركات المصنعة بشكل أساسي طريقة قولبة النقل لتغليفها براتنج الإيبوكسي الصلب. تشمل المنتجات السائدة ChipLED 0603 ، 0805 ، 1206 للضوء الأحمر والأخضر والأزرق والأصفر ، والتي يمكن أن تكون أحادية اللون أو ثنائية اللون أو RGB بالألوان الكاملة.