Ix-xejra lejn il-minjaturizzazzjoni fid-dinja tal-elettronika għadha għaddejja u hija xprunata minn varjetà ta' fatturi inkluża x-xewqa tal-konsumatur għall-portabbiltà kif ukoll effiċjenza u tnaqqis imtejba fl-ispejjeż. Matul l-aħħar ftit snin, it-teknoloġija LED (Light Emitting Diode) speċifikament, rat tkabbir tremend, primarjament minħabba r-rivoluzzjoni fis-swieq tad-dawl u l-illuminazzjoni ġenerali. Dan l-interess miżjud fl-LEDs estenda wkoll għal varjetà ta' swieq oħra inkluża l-viżjoni militari, medika u tal-magni. Għalkemm l-LEDs mhumiex ġodda għal dawn is-swieq, id-domanda tagħhom għal riżoluzzjoni iżgħar u ogħla u sorsi uniformi qed tkompli tikber. Essenzjalment hemm tliet kategoriji bażiċi ta 'komponenti fl-ambjent LED. Dawn huma Through-Hole, Surface Mount u COB (Chip-On-Board). Aħna se nirreveduhom biex ngħinu nifhmu l-proċess ta 'minjaturizzazzjoni rigward id-disinn u l-użu ta' LEDs għal applikazzjonijiet f'dawn is-swieq. LEDs through-hole ilhom disponibbli kummerċjalment mis-sittinijiet. Dawn jiġu f'varjetà ta 'tipi ta' ġisem iżda tipikament ivarjaw fid-daqs minn 3mm - 10mm fid-dijametru (Ara l-figura 1).
FIGURA (1)
Dawn l-apparati ddominaw is-setturi tal-optoelettronika u tat-teknoloġija għal aktar minn 20 sena. Illum għadhom jintużaw ħafna f'varjetà ta' applikazzjonijiet li jvarjaw minn wirjiet diġitali kbar u VMS (Sinjali ta' Messaġġi Varjabbli) sa indikaturi standard għall-elettronika għall-konsumatur jew industrijali. Għalkemm dawn it-tipi LED huma akbar fid-daqs meta mqabbla mal-aħħar żviluppi teknoloġiċi, għad hemm vantaġġi għall-użu ta 'apparat toqba bħal ottika integrata, faċilità ta' manifattura u spiża baxxa. Barra minn hekk, ħafna applikazzjonijiet tat-tip tal-wiri jew tal-VMS ma jeħtiġux grafika ta 'riżoluzzjoni għolja jew taħlit estensiv ta' kuluri għall-wiri tal-kulur sħiħ. Ma kienx qabel it-tmeninijiet u d-90ijiet meta l-industriji tat-telefon ċellulari u tal-kompjuter bdew l-eskalazzjoni rapida tagħhom fid-djar ta 'kull konsumatur, li bdiet l-ispinta għall-minjaturizzazzjoni. Komponenti tal-immuntar tal-wiċċ, għalkemm fil-fatt żviluppati fis-sittinijiet, kienu qed jissostitwixxu malajr apparat toqba li jibda fl-aħħar tas-snin tmenin. Din it-teknoloġija mhux biss ippermettiet densitajiet ta 'ċirkwiti ħafna ogħla, u b'hekk naqqset b'mod sinifikanti d-daqs, iżda għamlet ukoll assemblaġġ awtomatizzat possibbli. L-issaldjar bl-idejn sar inqas u inqas meħtieġ. Surface Mount Devices permessi għall-immuntar ta 'komponenti fuq iż-żewġ naħat tal-PCB jew Bord ta' Ċirkwit Stampat għall-kuntrarju ta 'naħa waħda biss. (Ara ċ-Ċifri 2A – 2B)
Figura (2A) - In-Naħa ta 'Quddiem tat-Toqba Popolata, In-Naħa ta' Wara - issaldjar biss, l-ebda komponenti Figura (2B) - Komponenti tal-Muntanji tal-Wiċċ fuq quddiem u wara tal-PCB Dan min-naħa tiegħu kellu vantaġġi oħra li kienu jinkludu spejjeż imnaqqsa tal-manifattura, proprjetajiet termali mtejba, affidabilità miżjuda u ħin ta 'dawran aktar mgħaġġel ta' assemblaġġi. Barra minn hekk, imbagħad kien possibbli li jinħolqu wirjiet ta 'riżoluzzjoni għolja kif ukoll sinjali ta' messaġġi varjabbli ta 'kulur sħiħ li jużaw LEDs ħomor, ħodor u blu. L-LEDs blu saru wkoll kummerċjalment vijabbli fis-snin disgħin li kkoinċidew tajjeb ħafna bl-użu wiesa' tal-komponenti tal-immuntar tal-wiċċ. L-apparati tal-immuntar tal-wiċċ illum saru l-kategorija tal-prodott tal-għażla għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tad-disinn elettroniku u jiġu f'varjetà ta 'tipi u daqsijiet ta' pakketti. Uħud mill-aktar komuni fid-dinja LED ivarjaw fid-daqs minn 0402 li huwa ekwivalenti għal .04 " x .02", sa 1210 jew .12 " x .10" b'daqsijiet akbar għal apparati li jaħdmu b'qawwa għolja. (Ara l-Figura 3)
FIGURA (3)
Lejn l-aħħar tas-sena 2000, kienet qed isseħħ spinta għal effiċjenza saħansitra akbar u densità akbar għal-LEDs, għal darb'oħra, xprunata primarjament mis-suq tad-dawl u tal-illuminazzjoni ġenerali. Dan irriżulta fl-introduzzjoni u l-użu mifruxa tat-teknoloġija COB (Chip-On-Board). COB hija teknoloġija semikonduttura fejn iċ-"ċippa" msejħa wkoll bħala d-"die" hija mmuntata direttament fuq il-bord taċ-ċirkwit stampat bl-użu ta' proċedura msejħa die attach jew die bonding. Id-die individwali jitqiegħed fuq il-PCB jew bl-użu ta 'pejst konduttiv jew metodu ta' issaldjar (Eutectic) u mbagħad wajer marbut. (Ara l-Figura 4) Din it-teknoloġija prattikament telimina l-ħtieġa għal imballaġġ addizzjonali bħal oqfsa taċ-ċomb u housings li jippermetti kwalitajiet dissipazzjoni termali akbar, daqs imnaqqas u densità LED miżjuda (jekk meħtieġ).
FIGURA (4)
140pcs ta 'ċippa LED ippakkjata f'żona ta' inqas minn pulzier kwadru Għad hemm sfidi bl-użu tat-teknoloġija COB speċjalment minn perspettiva ta 'manifattura. Xi wħud minn dawn jinkludu; (A) Spiża kapitali - It-tagħmir meħtieġ ħafna drabi huwa speċjalizzat ħafna u għali (B) L-uniformità u l-konsistenza hija kritika f'ħafna applikazzjonijiet coB, għalhekk, il-bare Die / Chip għandhom jintgħażlu bir-reqqa u jiġu ttestjati qabel it-tqegħid fuq il-PCB. Dan il-proċess jeħtieġ ukoll tagħmir speċjalizzat ħafna u barra minn hekk, ir-rendimenti għandhom jiġu kkunsidrati biex jinżamm apparat kost-effettiv. (C) Ix-xogħol mill-ġdid tal-assemblaġġi tas-COB jista' jkun diffiċli jekk ikun diġà inkapsulat. F' xi każijiet, il- prodott kollu għandu jintrema. Jekk il-prodott ikun jista' jerġa' jinħadem, tipikament, jista' jsir biss fil-fabbrika. Bil-maqlub, jekk l-apparat ma jkunx inkapsulat, ix-xogħol mill-ġdid huwa relattivament faċli biex jitwettaq meta mqabbel mat-teknoloġija through-hole u SMT u jiswa inqas flus. (D) Il-kwalità, l-uniformità u t-tip ta 'PCB huwa kritiku biex tassigura twaħħil tad-die xieraq u integrità tal-bond tal-wajer. Deheb pur u li jorbot il-wajer huwa spiss meħtieġ. It-teknoloġija COB issa qed tintuża minn kważi kull manifattur ewlieni tal-LED, primarjament fis-suq ġenerali tal-illuminazzjoni u d-dawl. Id-domanda dejjem tikber għal soluzzjonijiet effiċjenti fl-enerġija għal teknoloġiji inkandexxenti, aloġeni u teknoloġiji antikwati simili qed tippermetti tkabbir rapidu fl-arena tal-LED tas-COB. Hekk kif din it-teknoloġija tkompli titjieb u l-ispejjeż jonqsu, is-suq tal-assemblaġġ tal-LED tas-COB huwa mistenni li jaqbeż is-suq standard ġenerali tal-LED fis-snin li ġejjin. Għalkemm il-biċċa l-kbira tal-manifatturi huma ffokati fuq soluzzjonijiet effiċjenti fl-enerġija għall-illuminazzjoni ġenerali, hemm ftit manifatturi LED magħżula li qed jużaw il-ħafna vantaġġi tat-teknoloġija COB f'applikazzjonijiet aktar niċċa, speċjalizzati ħafna bħal militari, mediċi, viżjoni tal-magni u sigurtà. Offshoot tat-teknoloġija COB li tkompli żżid l-effiċjenza u tipprovdi opportunità saħansitra akbar għall-minjaturizzazzjoni huma l-metodi ta 'assemblaġġ Direct Attach u Flip Chip. Iż-żewġ metodi ma jeħtiġux twaħħil tal-wajer u b'hekk jippermettu assemblaġġ tas-COB bi profil aktar baxx filwaqt li jtejbu l-prestazzjoni. Bħalissa, numru limitat ta 'manifatturi LED qed jipprovdu dan it-tip ta' struttura die. Barra minn hekk, hemm ukoll numru iżgħar ta 'muntaturi li huma kapaċi jimmontaw kif suppost dan it-tip ta' die. Fornitur ewlieni ta 'DA die huwa Cree, Inc. Eżempju ta' wieħed miċ-ċipep tat-tip DA tagħhom jidher fil-figura 5.
Figura (5) DA dehra minn fuq u isfel
It-teknika Attach Dirett tuża proċess ta 'twaħħil ewtekiku tal-fluss li jelimina l-ħtieġa għal pejst tal-istann, preformi jew adeżivi konduttivi. Fluss u PCB xierqa huwa dak kollu li huwa meħtieġ biex tinkiseb rabta ta 'kwalità għolja matul il-proċess ta' fluss mill-ġdid. Eżempju ta' assemblaġġ magħmul b'teknoloġija standard tas-COB kontra l-irbit tad-DA jidher fil-figuri 6A – 6B.
Figura (6A) Assemblaġġ standard tas-COB (Bonding tal-Wajer Meħtieġ)
Figura (6B) Assemblaġġ tat-Twaħħil Dirett (L-ebda Twaħħil tal-Wajer Meħtieġ)
Flip chip teknoloġija flips fuq l-LED f'orjentazzjoni wiċċ 'l isfel u tpoġġi l-elettrodi f'kuntatt dirett mal-PCB. Bħall-proċess Ta 'Attach Dirett, din it-teknoloġija tagħti vantaġġi ta' ċipep LED li jinkludu żona akbar li tarmi d-dawl, dissipazzjoni aħjar tas-sħana, flimkien mal-eliminazzjoni tal-pass tal-irbit tal-wajer u d-dell tal-bond tal-wajer. Il-metodu ta 'rbit għal flip chip die juża dak li jissejjaħ "bumps" tal-istann. Il-proċess ta' twaħħil jikkonsisti fl-applikazzjoni tat-tip xieraq ta' fluss (bħal fil-metodu DA) għal dawn iż-żoni ta' bump tal-istann u mbagħad it-twettiq ta' proċess ta' rifluq. Minħabba d-diskrepanza tas-CTE (Koeffiċjent tal-Espansjoni Termali) bejn iċ-ċippa flip u l-PCB, tipikament mhuwiex irrakkomandat li jintuża materjal FR-4 iżda PCB sottostrat mc (Metal Core) taċ-ċeramika jew ottimizzat. Fornitur ewlieni ta 'die tat-tip taċ-ċippa flip huwa Philips LumiLED. (Ara l-Figura 7)
Figura (7) Dehra ta' fuq taċ-Ċippa flip, dehra tal-qiegħ u ħotob tal-ġenb w/solder
Dawn iż-żewġ teknoloġiji huma relattivament ġodda għal-LEDs iżda qed jibdew jagħmlu inroads kbar fis-swieq ġenerali tal-illuminazzjoni u n-niċċa msemmija qabel. Minbarra xi wħud mill-vantaġġi deskritti qabel, it-tnaqqis fir-reżistenza termali li jmur minn apparat toqba għal COB (ara l-figura 8) se jirriżulta f'titjib sinifikanti fil-ħajja u l-prestazzjoni tal-prodott.
Figura (8) Tqabbil tar-Reżistenza Termali (Junction to Pad)
Bħal kull teknoloġija ġdida, huwa kritiku li tiżgura li qed taħdem ma 'organizzazzjoni li għandha esperjenza fl-optoelettronika, hija konxja tal-vantaġġi u l-iżvantaġġi ta' toqba, SMT jew COB u hija kapaċi tipprovdi l-aħjar għażla għall-applikazzjoni tiegħek. Vincent huwa l-Uffiċjal Kap tat-Teknoloġija ta 'Marktech Optoelectronics f'Latham, New York. Huwa ilu fil-qasam tal-optoelettronika għal kważi 30 sena u kiteb jew koawtur diversi artikli relatati mat-teknoloġija LED. Ħafna titjib sinifikanti għal LEDs u l-applikazzjonijiet tagħhom irriżultaw direttament mill-input ta 'Vincent u l-esperjenza prattika.
