abstrait

La source de lumière uv dirigée, comparée à la source de lumière UV traditionnelle, a les avantages de la protection de l'environnement, de la basse consommation d'énergie et de la sélection de bande. L'application des UV dans l'industrie de l'imprimerie présente toujours de nombreux défis, son problème de fiabilité est particulièrement aigu. les matériaux organiques ont les propriétés de faible résistance aux UV et de perméabilité élevée, dont la détérioration des performances réduira considérablement la fiabilité des UV. basé sur la technologie d'emballage cmh, inorganique uv led est 100% utilisé des matériaux inorganiques d'emballage, avec une bonne étanchéité à l'air, une grande fiabilité, une longue durée de vie et une faible résistance thermique. Parce que le modèle de cob et dob ​​est différent du matériel encapsulé et de la technique de fabrication, il y a une grande différence entre la performance et la fiabilité des deux. la résistance thermique de la couche isolante du substrat a une grande proportion par rapport à la résistance thermique totale de l'épi, et la résistance thermique de l'intercalaire de soudage a une grande influence sur le dob.

Ⅰ, introduction

dans les années 1860, la première encre polymérisable UV est apparue. Avec le développement rapide de la technologie de polymérisation UV, l'industrie de l'impression comme l'impression numérique, l'impression au pochoir, l'impression de plaque, l'impression adagio et l'héliogravure, etc., a été largement utilisée dans les encres UV. source de lumière telle qu'une lampe au mercure ultraviolet. cependant, la source traditionnelle de lumière UV a été restreinte par de plus en plus de pays en raison de la protection de l'environnement, ce qui fait que le marché des diodes électroluminescentes (UV) se développe rapidement.

Comparé à la source lumineuse uv traditionnelle, le led uv présente de nombreux avantages, tels que les économies d'énergie et la protection de l'environnement, la durée de vie, la faible consommation d'énergie et la longueur d'onde optionnelle. en fonction de la longueur d'onde de la lumière, uv led est divisé en uva (315 ~ 400nm), uvb (280 ~ 315nm), uvc (200 ~ 280nm). en général, plus de 300 nm de longueur d'onde luminescente est proche de uv, moins de 300 nm de longueur d'onde luminescente est uv profonde. selon le différent du niveau d'emballage et d'intégration, uv led est divisé en partie discrète et le mode d'intégration. Dans cette partie, le mode d'intégration est divisé en cob (puce à bord) et dob ​​(périphérique à bord). cependant, cob est soudé directement sur un substrat avec un certain nombre de puce led, tandis que dob est le premier à encapsuler la puce led dans le dispositif et ensuite souder plusieurs dispositifs sur un substrat.

En tant que nouveau produit, uv conduit a également toutes sortes de défis dans l'industrie de l'imprimerie. les matières organiques sont exposées à l'énergie UV pour produire une photo-dégradation. Une exposition excessive de l'encre de polymérisation UV conduit à une parfaite maîtrise de la surface de l'encre, ou une exposition insuffisante de l'encre de polymérisation UV est dans une mauvaise propriété adhésive. les substances nocives pénètrent dans la source de lumière UV et provoquent la défaillance de la source lumineuse. ainsi que d'autres défis sont l'appariement de la source de lumière de polymérisation uv et de l'encre de polymérisation UV, l'uniformité de la source de lumière de durcissement UV de l'émission de lumière, la durée de vie, la stabilité, la fiabilité de la source de lumière. De nos jours, la compagnie de emballage menée différente a la technique différente. donc le type, la qualité et le prix de la source de lumière uv led est diverse, ce qui fait que les fournisseurs ou les consommateurs subissent la perte parce que le client d'application est souvent causé par divers problèmes de fiabilité. par conséquent, l'article est étudié et discuté uv partie discrète et uv conduit le mode d'intégration dans la fiabilité de l'application de l'industrie de l'impression.

Ⅱ, uv a mené la partie discrète

selon le matériel encapsulé différent, la pièce discrète menée par uv est divisée en matériau organique emballage uv conduit et matériel inorganique emballage uv conduit. le matériel organique d'emballage uv conduit est encore utilisé la lumière visible conduit l'emballage de l'appareil. la puce menée par UV sera enduite du matériel encapsulé organique, comme la résine époxyde, le silicone organique, etc. d'autre part, le produit emploiera la matière organique comme tasse légère du dispositif mené par uv, comme la série d'emc de produits sur le marché. cependant, le matériau inorganique d'emballage uv led a été amélioré, viser les céramiques telles que l'éclairage, le verre ou le verre métallique comme plaque de recouvrement. dans les propriétés du matériau, la matière organique et le matériau inorganique ont la grande différence. les deux sont utilisés dans l'emballage mené par uv. mais pour les propriétés, la durée de vie et la fiabilité de l'ensemble du dispositif ont une grande différence d'influence. afin de faciliter la discussion, les matériaux organiques sont représentés par du gel de silice organique, et les matériaux inorganiques sont représentés par du verre, et les deux sont comparés dans les aspects suivants.

(1) transmittance

le facteur de transmission du matériau encapsulé sur le trajet optique de la puce affecte directement la sortie optique de la led uv. plus la transmittance du matériau dans la bande uv est élevée, plus la sortie de lumière uv led est élevée. En raison des différentes propriétés du matériau, la transmittance de différents matériaux dans la même bande UV peut être très différente. comme on peut le voir, la transmittance initiale de la silicone organique (méthyl silicone et phényl silicone) n'a aucun avantage sur le verre à toutes les longueurs d'onde de la bande ultraviolette. mais aussi, avec la diminution de la longueur d'onde, le taux de pénétration initial du gel de silice organique et du verre diminuera à un degré différent. Comparé au verre, le taux de pénétration initial des matières organiques diminuera beaucoup plus vite que celui du verre. à 300 nm, le taux de pénétration initial du silicone méthylique est inférieur à 85%, ce qui a une grande influence sur la sortie optique de la puce, de sorte que le méthyle silicone ne convient pas à la bande ultraviolette inférieure de la bande. sinon, exposé à une lumière UV de 365 nm 24 heures plus tard, le taux de pénétration du gel de silice organique dans la bande des UV a diminué de manière significative, tandis que le taux de pénétration du verre n'a pas changé. on peut voir que, dans la bande ultraviolette, la transmittance initiale du verre et la transmittance du vieillissement UV sont meilleures que celles du silicone organique.

(2) propriétés thermiques

Pour la lumière UV des matériaux organiques, les matériaux organiques ne sont pas seulement exposés à la lumière ultraviolette provenant de la puce, mais également affectés par la chaleur générée par la puce. En particulier matériau organique du revêtement direct sur la surface de la puce, une grande quantité de chaleur sous la forme de transfert de chaleur sur la surface de la puce directement à des matériaux organiques entraîner pendant longtemps dans des conditions de travail à haute température. une température élevée accélérera le vieillissement thermique des matières organiques. si la matière organique de la performance de résistance à la chaleur est pauvre, il apparaîtra facilement phénomène de jaunissement, grave peut même apparaître carbure (noir) ou fissuration et d'autres anomalies. si le dispositif est dans un état de commutateur ou cycle de haute et basse température pendant longtemps, à cause de la puce avec le coefficient de dilatation thermique de matière organique (cte, coefficient de dilatation thermique) ne correspondent pas, les morceaux et la matière organique du bâton est facile à produire un décapage anormal. des anomalies telles que le jaunissement et le pelage peuvent réduire la sortie optique et la fiabilité de l'appareil.

Afin d'étudier les performances thermiques des matériaux organiques et des matériaux inorganiques, la méthyl-silicone, la phényl-silicone et le verre en même temps dans le four à 260 ° C pour la cuisson. inspection de l'apparence a révélé que le silicone phényle trouvé sur le troisième jour de la cuisson au four jaune, méthyl silicone cuisson au septième jour, mais n'a pas trouvé d'étiolement évident, mais apparu des anomalies de fissures, et le verre sans aucune anomalie apparente. le jaunissement du gel de phénylsilic est dû à l'oxydation du phényle de sa chaîne ramifiée dans un environnement à haute température et oxygène, tandis que le craquage du gel de silice méthylique est dû à la température élevée conduisant à la rupture de la liaison. Parce que le composant principal du verre est le dioxyde de silicium, sa stabilité chimique est excellente. on peut voir que, comparé au gel de silice organique, la résistance à la chaleur du verre présente un très grand avantage.

(3) la fiabilité

recherche de la recherche, matériau organique pendant une longue période se produira sous la dégradation de la lumière d'irradiation UV (environnement aérobie oxydation de la lumière distribuée), apparaissent phénomène de vieillissement et de jaunissement, grave et même fissuration. il fait une baisse significative de l'efficacité photosynthétique et la fiabilité de l'appareil, et éventuellement conduire à l'échec, ce phénomène est particulièrement grave dans la bande ultraviolette profonde. Afin d'évaluer le niveau de fiabilité de l'uv conduit ou la performance anti-uv des matériaux encapsulés, une série d'essais de fiabilité sont généralement effectués. dans le test de vieillissement à température normale, dans la condition de la température de l'environnement, en même temps allumer uv bande de lumière à 395nm (puce) de l'encapsulation de verre et l'encapsulation de méthyle silicone, un flux de rayonnement et l'observation d'observation par 48 h.

le flux radiant du verre uv encapsulé diminuait progressivement avec l'augmentation du temps de vieillissement, et le flux de rayonnement à 528h était d'environ 93,1% avant le vieillissement, et aucun changement évident dans l'apparence. mais le rayonnement UV du méthyl silicone encapsulé par le flux de radiation devait commencer au début du slash de vieillissement, et n'a pas trouvé d'anomalie évidente en apparence. la principale raison est la diminution de la transmittance et du vieillissement caractéristique de la méthyl-silicone (les flux initiaux de radiation diminuent rapidement le vieillissement). avec l'augmentation du temps de vieillissement, le plus faible taux de flux de rayonnement est devenu plus petit, le test d'apparence a révélé que le gel de silice à l'intérieur des fissures est apparu (principalement distribué près d'une puce). l'apparition d'une fissure de méthyle-silicone indique que la liaison rompue s'est produite, et l'anomalie de décapage est due à la non-concordance du coefficient de dilatation thermique du gel de silice et de la puce. au début du vieillissement 336h, le taux de diminution du flux de rayonnement de la membrane uv encapsulée par la méthyl-silicone était significativement augmenté, et le flux de rayonnement à 528h était d'environ 63,4% avant le vieillissement. à ce moment, le test d'apparence a révélé que le gel de silice sur le dessus de la puce avait manifestement craqué, ce qui est la principale raison du déclin accéléré du flux radiant. Si la durée de vie de la LED uv est définie comme le moment où le flux de rayonnement tombe à 70% de la valeur initiale, alors la durée de vie de la LED UV scellée par le gel de silice est beaucoup plus courte que celle du verre encapsulé.

(4) étanchéité à l'air

l'étanchéité à l'air du dispositif uv led est soumise au taux d'oxygène de pénétration et au niveau de processus d'emballage des matériaux d'emballage. le matériau d'encapsulation présente un taux d'oxygène de pénétration élevé et l'étanchéité à l'air du dispositif est faible, et les substances nocives dans l'environnement externe peuvent facilement pénétrer à l'intérieur de l'appareil et entraîner la défaillance du dispositif. l'étanchéité à l'air du dispositif peut entraîner divers problèmes de fiabilité, tels que la corrosion des copeaux et le plaquage d'argent.

matériau d'encapsulation organique la perméabilité à l'humidité est plus élevée que le verre dans l'air, par exemple, le taux de transmission d'oxygène de méthyl silicone est typiquement 20000 ~ 30000 cm3 / m2 * 24 h * (atm), phényl silicone est généralement 300 ~ 3000 cm3 / m2 * 24 h * (atm). le gaz et l'eau peuvent pénétrer dans le gel de silice organique à l'intérieur. cependant, le verre est une matière inorganique à haute densité et son entrefer intermoléculaire est plus petit que l'eau, de sorte que le gaz et l'eau ne peuvent pénétrer dans le verre. il en résulte que le verre est plus facile à encapsuler que le silicone organique.

(5) propriété électrique

les matières organiques telles que les organosilicones contiennent habituellement une certaine quantité de plasma na +, k + et cl-, et les matières organiques sont libérées avec de petites molécules en plus ou en moins de temps. revêtement de matière organique sur la surface de la puce, le matériau à l'intérieur de l'ion ou la libération excessive de petites molécules peuvent causer un certain degré d'endommagement de la performance de la puce, comme la puce et l'augmentation du courant de fuite inverse. mais le verre ne montre pas cette anomalie.

En résumé, les propriétés des matériaux inorganiques sont supérieures à celles des matériaux organiques. matériau organique correspondent souvent à proximité de la puce ultraviolette uv conduit à la performance et la fiabilité des occasions avec des exigences faibles, et dans des environnements difficiles tels que l'humidité élevée ou d'autres occasions avec des exigences plus élevées de matériau inorganique pour uv led devrait être utilisé.

Ⅲ, uv a conduit des modules d'intégration

Comme mentionné ci-dessus, les modules d'intégration uv conduit commun sur le marché sont principalement cob et dob. les différences entre les deux modules se reflètent principalement dans les aspects suivants: 1, matériaux d'emballage; 2, processus de production; 3, la performance de la lumière; 4, la performance électrique; 5, la performance thermique.

(1) matériaux d'emballage

La principale différence entre l'étoffe et le bois dans les matériaux d'emballage est la puce et le substrat. l'épi de la puce de structure transversale et l'épi de la puce de structure verticale sont communs sur le marché, tandis que le dob utilise la puce de structure verticale. Il existe deux principaux types de substrats pour le module intégré uv led, le substrat en cuivre et le substrat en céramique aln. la différence entre les deux types de substrat est reflétée dans les aspects suivants:

1.prix. substrat en céramique de nitrure d'aluminium est plus cher que le substrat de cuivre.

2.structure. la structure du substrat en cuivre est généralement la couche de circuit (couche de cuivre), la couche d'isolation (résine bt) et la couche de cuivre, tandis que le substrat en céramique de nitrure d'aluminium est généralement la couche de circuit et la couche de céramique.

Propriétés 3.mechanical. Les céramiques de nitrure d'aluminium sont fragiles et peuvent se fissurer ou se fissurer facilement pendant la fabrication et l'installation, ce qui n'est généralement pas le cas du substrat de cuivre.

Performance 4.thermal. Bien que la conductivité thermique du cuivre soit supérieure à celle du nitrure d'aluminium, le substrat de cuivre contient une couche de couche isolante qui peut gêner dans une certaine mesure la dissipation thermique de la puce.

5. diversité de conception. Comparé au substrat en céramique, le substrat en cuivre est plus facile à changer de forme et de taille.

le choix des matériaux d'emballage est différent, et les performances et la fiabilité de l'appareil sont différentes.

(2) processus de production

il se reflète principalement dans les deux aspects suivants:

1.cob appartient généralement à des produits personnalisés, et il est difficile d'atteindre la normalisation ou la production de masse, tandis que dob est attaché au substrat par des dispositifs uv led qui ont une production standardisée et à grande échelle.

2. le processus de fabrication de l'épi est plus difficile que dob. une fois que le défaut de fabrication se produit, comme la ligne d'effondrement, l'épi entier sera mis au rebut, tandis que le dob ne perdra qu'un seul appareil.

de plus, en cours d'utilisation, l'épi ne peut remplacer la totalité de la source de lumière qu'une fois la source de lumière défaillante, et le dob doit seulement remplacer le dispositif défaillant.

(3) la performance de la lumière

parce que la puce de structure horizontale utilise habituellement le saphir comme substrat, sa performance de dissipation thermique est pire que celle de la puce de structure verticale. par conséquent, le courant direct et la densité de puissance optique maximum que la puce à structure verticale peut laisser passer sont plus grands que ceux de la puce à structure transversale. l'épi de la structure transversale uv led puce est souvent utilisé pour faible puissance (en dessous de dizaines de watts) en raison de ses caractéristiques de puce.

(4) performance électrique

à l'heure actuelle, la protection antistatique de uv led est principalement réalisée par la manière d'ajouter zener. par conséquent, cob ne peut pas faire la protection antistatique de chaque puce, alors que dob peut. par conséquent, la performance antistatique de l'épi est bien pire que dob. de plus, les modules dob peuvent être conçus pour tester la lumière et tester le courant de fuite d'un seul dispositif à travers la conception du circuit du substrat, ce qui est pratique pour l'analyse des défaillances.

(5) performance thermique

d'une manière générale, la voie de dissipation de la chaleur du dispositif uv led est principalement trois: ① la puce - fil d'or - couche de ligne - coupe légère - environnement; ② puce - mastic extérieur (gaz ou air) - lentille (couvercle) - environnement; ③ la puce - couche de cristal solide - substrat - environnement. les chemins ① et ② sont très limités, le chemin ③ est le principal chemin de dissipation thermique. en conséquence, la structure typique de cob et dob ​​et le chemin de refroidissement principal sont représentés. comme mentionné ci-dessus, la performance de dissipation thermique de la puce de structure transversale elle-même n'est pas bonne. ainsi, par rapport à la structure verticale uv puce cob et dob ​​chemin de refroidissement peut être trouvé que dob sur le dispositif plus de deux couche très mince de couche plaquée or et une couche de céramiques de nitrure d'aluminium ainsi qu'entre substrat et dispositif une couche de soudure, mais moins dans le substrat une couche d'isolation. le calcul de résistance thermique de cob et dob ​​est réalisé dans l'état idéal sans tenir compte de la résistance thermique de diffusion. par rapport à dob, la résistance thermique totale de l'épi est beaucoup plus grande, parce que la résistance thermique de la couche d'isolation dans le substrat d'épis de cuivre est trop grande. pour dob, sa couche d'interconnexion de soudage (y compris la couche de cristal solide et la pâte à braser, etc.) de la résistance thermique totale de relativement grande, si la qualité de soudage pauvres des interconnexions, telles que soudure insuffisante ou vide beaucoup, son influence sur le total la résistance thermique sera plus grande.

(à continuer, s'il vous plaît reed uv conduit la recherche de fiabilité (Ⅱ))