abstrakt

UV-ledad ljuskälla, jämfört med den traditionella UV-ljuskällan, har fördelarna med miljöskydd, låg strömförbrukning och bandval. tillämpningen av uv led i tryckindustrin har alltid många utmaningar, dess problem med tillförlitlighet är särskilt akut. De organiska materialen har egenskaperna av dålig UV-resistans och hög permeabilitet, vilket försämringen av dess prestanda kommer kraftigt att minska pålitligheten hos UV-ledningen. baserad på cmh packningsteknik, är oorganisk uv led 100% använt oorganiska materialpackningar med god lufttäthet, hög tillförlitlighet, lång livslängd och låg värmebeständighet. eftersom modellen av cob och dob skiljer sig från inkapslat material och tillverkningsteknik, är det en stor skillnad mellan prestandan och tillförlitligheten hos de två. Värmebeständigheten hos isoleringsskiktet hos substratet har en stor andel av det totala värmebeständigheten hos kolfiber och värmebeständigheten hos svetsskiktet har stor inverkan på kakan.

Ⅰ, introduktion

på 1860-talet uppträdde det första UV-härdande bläcket. med den snabba utvecklingen av UV-härdningstekniken har tryckindustrin som digital tryckning, stencilutskrift, plåtutskrift, adagio-tryck och gravyrutskrift, etc. använts i stor utsträckning UV-härdande bläck, som matchar UV-härdningsljuskällorna i den traditionella ljuskälla som ultraviolett kvicksilverlampa. Emellertid har den traditionella UV-ljuskällan blivit begränsad av allt fler länder på grund av miljöskydd, vilket gör att marknaden för ultraviolett ljusdiod (uv-led) växer snabbt.

jämfört med traditionell UV-ljuskälla har UV-ledningen många fördelar som energibesparing och miljöskydd, livslängd, låg strömförbrukning och valfri våglängd. Enligt ljusets våglängd är UV-ledningen uppdelad i uva (315 ~ 400nm), uvb (280 ~ 315nm), uvc (200 ~ 280nm). Generellt sett är större än 300 nm luminescerande våglängd nära UV, mindre än 300 nm luminescerande våglängd är djup uv. Enligt de olika paknings- och integrationsnivåerna är UV-ledningen uppdelad i diskret del- och integrationsläge. I denna del är integrationsläget uppdelat i cob (chip ombord) och dob (enhet ombord). Cob är dock lödd direkt på ett substrat med ett antal ledda chip, medan dob är den första som inkapslar led-chipet i enheten och sedan svetsar flera enheter på ett substrat.

Som ny produkt har uv led också alla typer av utmaningar inom tryckindustrin. organiskt material exponeras för UV-energi för att ge bildnedbrytning. överdriven exponering av UV-härdande bläck leder till en perfekt behärskning av bläckytan, eller otillräcklig exponering av UV-härdande bläck är i dålig vidhäftande egenskap. skadliga ämnen tränger in i UV-härdningskällan och orsakar ljuskällan att misslyckas. liksom andra utmaningar matchar UV-härdningskällor och UV-härdande bläck, UV-härdande ljuskälla, likformighet av ljusutsläpp, livslängd, stabilitet, pålitlighet för UV-härdningskällan. Numera har olika ledpackningsföretag olika teknik. så typen, kvaliteten och priset på UV-ledat ljuskälla är olika, vilket gör att leverantörer eller konsumenter drabbas av förlusten, eftersom applikationsklienten ofta orsakas av olika driftsäkerhetsproblem. Därför studeras artikeln och diskuteras UV-ledad diskret del och UV-ledd integrationsläge i tillförlitligheten av utskriftsindustrin.

Ⅱ, uv led diskret del

Enligt olika inkapslade material är UV-ledad diskret del uppdelad i organiskt material som packar UV-ledd och oorganiskt material som packar UV-led. Organisk materialpackning UV-ledare används fortfarande med synligt ljusledd enhetspakning. UV-ledad chip kommer att vara belagd med organiskt inkapslat material, som epoxiharts, organisk silikon osv. Å andra sidan kommer produkten att använda organiskt material som en ljus kopp UV-ledad enhet, som emc-serien av produkter på marknaden. Emellertid har oorganiskt materialförpackning UV-ledningen förbättrats, syftar till keramik som ljus, glas eller metallglas som täckplatta. I materialegenskaperna har det organiska materialet och det oorganiska materialet den stora skillnaden. båda används i UV-ledningspaket. men för egenskaper, livslängd och tillförlitlighet hos hela enheten har stor inverkan på inflytande. För att underlätta diskussionen representeras organiska material av organisk kiselgel och de oorganiska materialen representeras av glas och de två jämförs i följande aspekter.

(1) transmittans

transmittansen av det inkapslade materialet på chipets optiska väg påverkar direkt den optiska utgången hos UV-ledningen. Ju högre sändning av materialet i UV-bandet desto högre LED-utmatning med UV. På grund av de olika materialegenskaperna kan överföringen av olika material i samma UV-band vara mycket olika. som vi kan se har den initiala transmittansen av organisk silikon (metylsilikon och fenylsilikon) ingen fördel över glas vid alla våglängder av ultraviolettbandet. men också, med minskningen av våglängden kommer den initiala penetreringshastigheten för organisk silikagel och glas att minska i en annan grad. jämfört med glas kommer den initiala penetreringshastigheten för organiska material att minska mycket snabbare än glasets. när 300 nm är den initiala penetreringshastigheten för metylsilikon mindre än 85%, vilket har stor inverkan på chipets optiska utgång, så metylsilikon är inte lämplig för bandets nedre ultraviolettband. annars utsatt för 365 nm UV-ljus 24 timmar senare, har penetrationshastigheten för organisk kiselgel i UV-bandet minskat avsevärt, medan penetreringshastigheten av glas inte har förändrats. Det framgår att i ultraviolett band är den initiala transmittansen av glas och transmittansen av UV-åldring bättre än den för organisk silikon.

(2) termiska egenskaper

För UV-ledningen av organiska material exponeras de organiska materialen inte bara för ultraviolett ljus från chipet utan påverkas också av värmen som alstras av chipet. speciellt organiskt material av den direkta beläggningen på chipets yta, resulterar hög mängd värme i form av värmeöverföring på ytan av chipet direkt till organiska material under en lång tid i högtemperaturförhållande. hög temperatur kommer att accelerera organisk material termisk åldring. Om det organiska materialet av värmebeständigt prestanda är dåligt, kommer det att framstå som ett lättförgyllande fenomen, allvarliga kan förekomma även hårdmetall (svart) eller sprickbildning och andra anomalier. Om enheten är under en strömbrytare eller en lång och lång temperaturcykel under lång tid, på grund av chipet med organisk material, är termisk expansionskoefficient (cte, värmeutvidgningskoefficienten) inte matchande, chips och organiskt material i pinnen är lätt att producera onormal avrättning. anomalier som gulfärgning och skalning kan minska den optiska utmatningen och tillförlitligheten hos enheten.

För att undersöka termiska prestanda av organiska material och oorganiska material, metylsilikon, fenylsilikon och glas samtidigt i 260-tals ugnen för bakning. utseende inspektion fann att fenyl silikon som hittades på den tredje dagen av bakning gulning, metyl silikon bakning på den sjunde dagen men hittade ingen uppenbar etiolation men uppträdde spricka abnormaliteter och glas utan någon uppenbar anomali. gulfärgningen av fenylkiseldioxidgel beror på oxidationen av fenylen i sin förgrenade kedja i hög temperatur och syre-miljö, medan krackningen av metyl-silikagel beror på den höga temperaturen som leder till det trasiga bindningen. Eftersom huvudkomponenten i glas är kiseldioxid är dess kemiska stabilitet utmärkt. det kan ses att glasets värmebeständighet jämfört med organisk kiselgel har en mycket stor fördel.

(3) tillförlitlighet

Forskningen av att hitta, organiskt material under lång tid kommer att hända under UV-bestrålningsljusnedbrytning (aerob miljöfördelad lätt oxidation), verkar åldrande och gulnande fenomen, allvarlig och till och med sprickbildning. det ger en signifikant minskning av fotosyntesens effektivitet och tillförlitlighet hos enheten, och leder till misslyckande, detta fenomen är särskilt allvarligt i djupt ultraviolett band. För att utvärdera tillförlitligheten av UV-ledningen eller anti-UV-prestanda hos inkapslade material utförs vanligtvis en serie pålitlighetsprov. i det normala temperaturfördröjningsprovet, under förutsättning att i omgivande temperatur samtidigt lyser upp UV-ledat ljusband vid 395 nm (chip) av glasinkapslingen och metylsilikoninkapslingen, ett strålningsflöde och utseendeobservation per 48 h.

strålningsflödet av glasinkapslat uv-led minskat gradvis med ökningen av åldringstiden och strålningsflödet vid 528h var omkring 93,1% före åldring och ingen uppenbar förändring av utseende. men metylsilikoninkapslad UV-ledd av strålningsflöde skulle börja i början av åldringssteget och hittade ingen uppenbar anomali i utseende. Den främsta orsaken är att fallande transmittans och åldrande egenskaper hos metylsilikon (initiala strålningsflöden minskade snabbt åldras). med ökningen av åldringstiden blev den lägre frekvensen av strålningsflödet mindre, utseendeprovet visade att kiselsyragel i sprickor har uppstått (huvudsakligen fördelat nära ett chip) och kiselgel- och chipbindningsgränssnittet har uppträtt. Utseendet av metylsilikonsprickning indikerar att det trasiga bindandet har inträffat och avlägsnande avvikelsen beror på felmatchningen av kiselgelens och chipets termiska expansionskoefficient. vid början av åldring 336h ökades minskningshastigheten för strålningsflödet hos den UV-ledade inkapslad med metylsilikon signifikant och strålningsflödet vid 528h var ca 63,4% före åldringen. Vid denna tidpunkt upptäckte utseendeprovet att kiselgelen på toppen av chipet uppenbarligen hade sprungit vilket är den främsta orsaken till den snabba nedgången av strålningsflödet. om livslängden för UV-ledningen definieras som den tid då strålningsflödet sjunker till 70% av det ursprungliga värdet, så är livslängden hos UV-ledningen förseglad av kiselgelen mycket kortare än den för den glasinkapslade UV-ledningen.

(4) lufttäthet

lufttätheten hos UV-ledningsanordningen är föremål för penetrationssyrehastigheten och förpackningsprocessen för förpackningsmaterialen. inkapslingsmaterialet har en högt penetrerande syrehastighet och anordningens lufttäthet är dålig och de skadliga ämnena i den yttre miljön kan lätt tränga in i enheten och orsaka att enheten misslyckas. Luftens täthet kan leda till olika driftsäkerhetsproblem, såsom korrosion och silverplätering.

organisk inkapslingsmaterial fuktpermeabilitet är högre än glaset i luften, exempelvis är överföringshastigheten av metylsilikon-syre-oxygen typiskt 20000-30000 cm3 / m2 * 24 h * (atm), fenylsilikon är i allmänhet 300-3000 cm3 / m2 * 24 h * (atm). gas och vatten kan tränga in i den organiska kiselgelen inuti. Glaset är emellertid en oorganisk massa med hög densitet, och dess intermolekylära gap är mindre än vatten, så gas och vatten kan inte tränga in i glas. Som ett resultat är glas lättare att inkapsla än organiskt silikon.

(5) elektrisk egendom

organiska material som organosilikon innehåller vanligtvis en viss mängd na +, k + och cl-plasma, och organiska material frisätts med små molekyler på mer eller mindre tid. organisk materialbeläggning på chipytan, materialet inuti jonen eller överdriven frisättning av små molekyler kan orsaka en viss grad av skada på chipets prestanda, såsom ökning av chip och omvänd läckage. men glas visar inte denna anomali.

Sammanfattningsvis är egenskaperna hos oorganiska material överlägsna organiska material. organiskt material matchar ofta i närheten av UV-ledad ultraviolett band till prestanda och tillförlitlighet vid tillfällen med låga krav och i hårda miljöer som hög luftfuktighet eller andra tillfällen med högre krav på oorganiskt material för UV led ska användas.

Ⅲ, uv led integrationsmoduler

Som nämnts ovan är de gemensamma UV-ledda integrationsmodulerna på marknaden främst cob and dob. Skillnaderna mellan de två modulerna återspeglas huvudsakligen i följande aspekter: 1, förpackningsmaterial; 2, produktionsprocess; 3, ljusprestanda; 4, elektrisk prestanda; 5, termisk prestanda.

(1) förpackningsmaterial

Huvudskillnaden mellan cob och dob i förpackningsmaterial är chip och substrat. Kobben av det tvärgående strukturchipet och det vertikala uppbyggnadschipset är vanligt på marknaden, medan kupan använder det vertikala strukturenchipet. Det finns två huvudtyper av substrat för UV-ledad integrerad modul, kopparsubstrat och aln keramiskt substrat. Skillnaden mellan de två typerna av substrat återspeglas i följande aspekter:

1.pris. Aluminiumnitrid-keramiskt substrat är dyrare än kopparsubstrat.

2.structure. Strukturen hos kopparsubstratet är i allmänhet kretsskiktet (kopparskikt), isoleringsskiktet (bt-hartset) och kopparskiktet, medan det keramiska substratet av aluminiumnitrid är generellt kretsskiktet och det keramiska skiktet.

3. mekaniska egenskaper. Aluminiumnitrid-keramik är skört och kan lätt spricka eller spricka under tillverkning och installation, och kopparsubstrat brukar inte.

4. Termal prestanda. Fastän kopparets värmeledningsförmåga är högre än aluminiumitrid, innehåller kopparsubstratet ett skikt av isolerande skikt, vilket kan hindra värmeavlösen av chipet till viss del.

5.design diversitet. Jämfört med keramiskt substrat, är kopparsubstratet lättare att byta i form och storlek.

Valet av förpackningsmaterial är annorlunda, och enhetens prestanda och tillförlitlighet är olika.

(2) produktionsprocess

det återspeglas huvudsakligen i följande två aspekter:

1.cob hör i allmänhet till anpassade produkter, och det är svårt att uppnå standardisering eller massproduktion, medan dob är fäst vid substratet av UV-ledda enheter som har standardiserad och storskalig produktion.

2. Tillverkningen av cob är svårare än dob. När tillverkningsdefekten uppträder, till exempel kollapslinjen, kommer hela coben att skrotas, medan kakan bara kommer att förlora en enhet.

Dessutom kan cob bara ersätta hela ljuskällan när ljuskällan misslyckas, och dob behöver bara byta ut den misslyckade enheten.

(3) ljusprestanda

Eftersom det horisontella strukturen chip brukar använda safir som substrat, är dess värmeavledningsförmåga sämre än det för det vertikala strukturenchipet. Därför kan den maximala framströmmen och den optiska effektdensiteten som det vertikala struktureringschipet tillåts passera vara större än det för det tvärgående strukturchipet. Kobben på den tvärgående strukturen uv led chip används ofta för låg effekt (under dussintals watt) på grund av dess chip egenskaper.

(4) elektrisk prestanda

För närvarande realiseras det antistatiska skyddet av UV-ledningen huvudsakligen genom sättet att tillsätta zener. som ett resultat kan cob inte göra det antistatiska skyddet för varje chip, medan dob kan. Därför är den antistatiska prestandan hos cob mycket sämre än dob. Dob moduler kan dessutom utformas för att testa test och läcka nuvarande test av enstaka enheter genom substratets kretsdesign, vilket är lämpligt för felanalys.

(5) termisk prestanda

Generellt sett är värmeavledningsbanan för den UV-ledade anordningen huvudsakligen tre: ① chipet - guldtråd - linjeskiktet - lätt koppmiljö; ② chip - yttre tätningsmedel (gas eller luft) - lins (omslag) - miljö; ③ chip - fast kristallskikt - substrat - miljö. bana ① och ② är mycket begränsad, bana ③ är den huvudsakliga värmeavledningsbanan. Följaktligen visas den typiska strukturen hos cob och dob och huvudkylan. som nämnts ovan är värmeavledningsförmågan hos det tvärgående strukturchipet själv inte bra. så i jämförelse med vertikal struktur kan det leda till att UV-ledad chipkob och dob-kylbana upptäcks mer än två mycket tunna lager av förgyllt lager och ett lager av aluminiumnitridkeramik samt mellan substrat och anordning ett lödskikt, men mindre i substratet ett lager av isolering. värmebeständighetsberäkningen av cob och dob utföres i idealisk tillstånd utan att beakta diffusionsens värmebeständighet. Jämfört med dob är det totala värmebeständigheten hos cob mycket större, eftersom isolationsskiktets värmebeständighet i koppar-substratet är för stort. för dob, dess svetssammankopplingsskikt (inklusive fast kristallskikt och lödpasta, etc.) av den totala värmebeständigheten relativt relativt, om den dåliga svetskvaliteten hos sammankopplingar, såsom otillräcklig lödning eller tömma mycket, har dess inverkan på den totala värmebeständighet blir större.

(för att fortsätta, vänligen reed uv ledde tillförlitlighet forskning (Ⅱ))