Il plasma atmosferico migliora l’affidabilità e la vita tecnica dei LED

Costruzione di un gruppo elettronico per LED. La tecnologia al plasma offre soluzioni per la produzione di LED, ad esempio per la pulizia del circuito prima del processo di cablaggio.

La tecnologia LED svolge oggi un ruolo fondamentale nell'illuminazione in generale e nell'ingegneria automobilistica. I LED si sono affermati nell'illuminazione grazie alla loro elevata efficienza energetica, alla lunga vita tecnica e alla temperatura della luce regolabile. Nel settore automobilistico, i fari a LED sono in grado di illuminare meglio la zona di traffico, aumentando la sicurezza stradale. I fari anteriori a LED a matrice, utilizzati dalle principali case automobilistiche, ne sono un buon esempio.

Negli interni delle automobili, la tecnologia LED si è consolidata grazie alla libertà di progettazione e i diversi effetti di luce. Oltre alla formazione del fascio di luce, una delle principali priorità dello sviluppo delle luci LED è stata la maggiore resistenza agli influssi ambientali. L'obiettivo è aumentare la durata di vita del LED e garantire le proprietà fondamentali della qualità del colore (coordinate cromatiche e temperatura del colore) e dell'efficienza per tutta la vita del prodotto.

Le nuove tecnologie di produzione rispondono a questi obiettivi di sviluppo e offrono opportunità di produzione a basso costo.

L'uso della tecnologia al plasma atmosferico nella produzione di LED offre soluzioni proprio a questi problemi:

Pulizia del telaio con Openair-Plasma® prima del processo di cablaggio
Miglioramento dell'adesione dei composti di riempimento alla massa di stampaggio con Openair-Plasma®
Applicazione di uno strato antiaderente su stampi in silicone tramite PlasmaPlus®

PlasmaPlus® - rivestimenti idrofobici antiaderenti per componenti LED incapsulati

LED RGB con chip a emissione di luce rossa, verde e blu

I display di grandi dimensioni composti da pannelli LED vengono utilizzati per la pubblicità e gli annunci, ad esempio nelle arene sportive. Un display può contenere fino a milioni di LED RGB. Ogni LED RGB contiene un chip semiconduttore a emissione di luce blu, verde e rossa. Orientando le correnti dedicate a ciascuno di questi 3 chip, è possibile ottenere una grande varietà di colori mescolando gli spettri di emissione. I siliconi termostabili sono utilizzati come incapsulanti per i chip.

Tuttavia, la superficie del LED presenta un'elevata adesività causata dal materiale siliconico morbido, che può causare problemi durante il processo di produzione del LED e in condizioni operative.

Nel processo di produzione dei pannelli di visualizzazione, i singoli LED vengono assemblati alla scheda mediante un processo di saldatura a onda. I residui del processo di stampaggio e piegatura dei LED, sotto forma di scaglie di stagno, si accumulano nel bagno di saldatura e spesso si attaccano alla superficie siliconica dei LED, influenzando negativamente la resa produttiva. La superficie adesiva dei LED può anche causare problemi durante il processo di prelievo e posizionamento nell'assemblaggio dei pannelli, attaccandosi l'uno all'altro o all'utensile di prelievo e posizionamento. Questo comporta una riduzione della resa produttiva a causa delle molte interruzioni del processo. Gli influssi esterni durante il funzionamento del display, ad esempio la raccolta di polvere, si accumulano nel tempo fino a provocare una significativa contaminazione del display.

<br/> Utilizzando la tecnologia PlasmaPlus^® , Plasmatreat ha ottenuto la deposizione di un sottile strato antiadesivo simile al vetro sulla superficie del LED. Questo strato è altamente efficace contro qualsiasi tipo di contaminazione durante il processo di produzione e nel successivo funzionamento del display, con un conseguente aumento della resa produttiva e una maggiore durata del display.

Il rivestimento protettivo PlasmaPlus® impedisce il trasudamento dell'adesivo dai bordi (bleeding)

I processi di assemblaggio dei LED o dei chip semiconduttori utilizzano in genere un adesivo a base epossidica elettricamente conduttivo come agente di incollaggio. Durante l'indurimento termico, i componenti a bassa viscosità dell'adesivo possono fuoriuscire dall'area di incollaggio e contaminare le superfici circostanti, in particolare i contatti elettrici delle piastre di incollaggio dei fili. Questo fenomeno è conosciuto come “bleeding”. <br/> <br/> Il rilascio di adesivo indebolisce la connessione tra il filo di contatto e la piastrina di collegamento del filo. Nel peggiore dei casi, il filo può sollevarsi, causando la perdita del contatto elettrico. Il rilascio di adesivo ha anche un effetto negativo sul legame tra la resina di riempimento e l'alloggiamento.

LED a pacchetto 5630 con chip e filo prima della colata di silicone

Applicazione dello strato PlasmaPlus® su un leadframe LED

In collaborazione con i suoi partner, Plasmatreat ha sviluppato uno speciale nanorivestimento ultrasottile per risolvere questo problema. Il rivestimento anti-bleeding PlasmaPlus^® impedisce la contaminazione delle superfici di contatto e rafforza la connessione dei fili, un ulteriore vantaggio che può essere chiaramente dimostrato dai test di trazione dei fili. Il rivestimento non influisce sul legame tra l'adesivo e il circuito. Si applica prima dell'incollaggio dei chip e rimane estremamente stabile se conservato in condizioni asciutte.

Saldatura sicura a filo grazie alla pulizia al plasma (atmosferico o a bassa pressione)

La pulizia delle superfici di contatto sul circuito è essenziale per garantire un contatto affidabile della matrice con il telaio. Anche la minima contaminazione organica riduce la qualità dei legami tra alluminio e rame. Non sarà possibile generare un calore sufficiente a fondere il filo, quindi il legame risultante sarà basso.

La pulizia dei circuiti prima della saldatura a filo, mediante Openair-Plasma^® o plasma a bassa pressione, rimuove i contaminanti organici in modo efficace e affidabile.

La qualità della saldatura per attrito a ultrasuoni risulterà particolarmente migliorata a seguire del processo di pulizia con plasma.