Elektronika olamida miniatyuralashtirish tendentsiyasi davom etmoqda va iste'molchining portativlikka bo'lgan istagi, shuningdek, samaradorlikni oshirish va xarajatlarni kamaytirish kabi turli omillar bilan ta'minlanadi. So'nggi bir necha yil ichida LED (Light Emitting Diode) texnologiyasi, birinchi navbatda, yoritish va umumiy yoritish bozorlaridagi inqilob tufayli juda katta o'sishni kuzatdi. LEDlarga bo'lgan qiziqish ortib bordi, shuningdek, harbiy, tibbiy va mashina ko'rish kabi boshqa bozorlarga ham tarqaldi. LEDlar ushbu bozorlar uchun yangi bo'lmasa-da, ularning kichikroq, yuqori aniqlikdagi va bir xil manbalarga bo'lgan talabi o'sishda davom etmoqda. Asosan LED muhitida komponentlarning uchta asosiy toifasi mavjud. Bular Through-Hole, Surface Mount va COB (Chip-On-Board). Biz ushbu bozorlardagi ilovalar uchun LEDlarni loyihalash va ishlatish bo'yicha miniatyuralashtirish jarayonini tushunishga yordam berish uchun ularni ko'rib chiqamiz. Teshikli LEDlar 1960-yillardan beri tijoratda mavjud. Ular turli xil tana turlariga ega, lekin odatda diametri 3 mm dan 10 mm gacha o'zgarib turadi (1-rasmga qarang).
RASM (1)
Ushbu qurilmalar optoelektronika va texnologiya sohalarida 20 yildan ortiq hukmronlik qildi. Ular bugungi kunda ham katta raqamli displeylar va VMS (o'zgaruvchan xabar belgilari) dan iste'molchi yoki sanoat elektronikasi uchun standart ko'rsatkichlargacha bo'lgan turli xil ilovalarda keng qo'llaniladi. Ushbu LED turlari eng so'nggi texnologik ishlanmalarga nisbatan kattaroq hajmga ega bo'lsa-da, integratsiyalashgan optika, ishlab chiqarish qulayligi va arzonligi kabi teshikli qurilmalardan foydalanishning afzalliklari hali ham mavjud. Bundan tashqari, ko'plab displey yoki VMS tipidagi ilovalar to'liq rangli ko'rish uchun yuqori aniqlikdagi grafiklarni yoki keng ranglarni aralashtirishni talab qilmaydi. 1980-90-yillarda uyali telefon va kompyuter sanoati har bir iste'molchining uyiga tez sur'atda kirib borishni boshlaganda, miniatyuralashtirishga intilish boshlandi. Yuzaki o'rnatish komponentlari, aslida 1960-yillarda ishlab chiqilgan bo'lsa-da, 1980-yillarning oxiridan boshlab teshikli qurilmalarni tezda almashtira boshladi. Ushbu texnologiya nafaqat kontaktlarning zanglashiga olib keladigan zichligini oshirishga imkon berdi, bu esa hajmini sezilarli darajada qisqartirdi, balki avtomatlashtirilgan yig'ish imkonini ham berdi. Qo'lda lehimlash kamroq va kamroq zarur bo'ldi. Yuzaki o'rnatish moslamalari faqat bitta tomondan emas, balki PCB yoki bosilgan elektron plataning ikkala tomoniga komponentlarni o'rnatishga imkon berdi. (Qarang: 2A – 2B rasmlar)
Shakl (2A) – Teshikning old tomoni to'ldirilgan, orqa tomoni – faqat lehimlash, komponentlar yo'q Rasm (2B) – PCB ning old va orqa tomonidagi sirt o'rnatish komponentlari Bu o'z navbatida ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish, yaxshilangan issiqlik xususiyatlarini o'z ichiga olgan boshqa afzalliklarga ega edi. , ishonchliligi ortdi va yig'ilishlarning tezroq aylanish vaqti. Bundan tashqari, qizil, yashil va ko'k LEDlardan foydalangan holda yuqori aniqlikdagi displeylarni, shuningdek, to'liq rangli o'zgaruvchan xabar belgilarini yaratish mumkin edi. Moviy LEDlar 1990-yillarda ham tijorat maqsadlarida foydalanishga yaroqli bo'lib, sirt o'rnatish komponentlarini keng qo'llash bilan juda mos keladi. Yuzaki o'rnatish moslamalari bugungi kunda ko'pgina elektron dizayn ilovalari uchun tanlangan mahsulot toifasiga aylandi va har xil turdagi paketlar va o'lchamlarga ega. LED dunyosida eng keng tarqalgan ba'zilari o'lchamlari 0402 dan .04 ″ x .02 ″, 1210 yoki .12 ″ x .10 ″ gacha, yuqori quvvatli qurilmalar uchun kattaroq o'lchamlarga ega. (3-rasmga qarang)
RASM (3)
2000-yillarning oxirida LEDlarning yanada yuqori samaradorligi va zichligi oshishiga yana bir bor, birinchi navbatda, yoritish va umumiy yoritish bozori sabab bo'ldi. Bu COB (Chip-On-Board) texnologiyasini keng joriy etish va foydalanishga olib keldi. COB yarimo'tkazgichli texnologiya bo'lib, unda "chip", shuningdek, "qo'l" deb ham ataladigan bosilgan elektron plataga to'g'ridan-to'g'ri o'rnatish yoki qolipga yopishtirish deb ataladigan protsedura yordamida o'rnatiladi. Individual qoliplar tenglikni o'tkazuvchi pasta yoki lehimlash (Eutectic) usuli yordamida joylashtiriladi va keyin sim bilan bog'lanadi. (4-rasmga qarang) Ushbu texnologiya qo'rg'oshin ramkalari va korpuslari kabi qo'shimcha qadoqlash zaruratini deyarli yo'q qiladi, bu esa issiqlik tarqalish sifatini oshirish, o'lchamlarni kamaytirish va LED zichligini oshirish imkonini beradi (agar kerak bo'lsa).
RASM (4)
1 kvadrat dyuymdan kam maydonga qadoqlangan 140 dona LED chipi COB texnologiyasidan foydalanishda, ayniqsa ishlab chiqarish nuqtai nazaridan hali ham qiyinchiliklar mavjud. Ulardan ba'zilari; (A) Kapital xarajatlar - talab qilinadigan uskunalar ko'pincha juda ixtisoslashgan va qimmat (B) Ko'pgina COB ilovalarida bir xillik va mustahkamlik juda muhim, shuning uchun yalang'och Die / Chip PCBga joylashtirishdan oldin ehtiyotkorlik bilan tanlanishi va sinovdan o'tkazilishi kerak. Bu jarayon, shuningdek, juda ixtisoslashtirilgan uskunalarni talab qiladi va qo'shimcha ravishda, tejamkor qurilmani saqlab qolish uchun rentabellikni hisobga olish kerak. (C) Agar allaqachon inkapsullangan bo'lsa, COB agregatlarini qayta ishlash qiyin bo'lishi mumkin. Ba'zi hollarda butun mahsulotni tashlab yuborish kerak. Agar mahsulotni qayta ishlash mumkin bo'lsa, odatda, uni faqat zavodda bajarish mumkin. Aksincha, agar qurilma inkapsullanmagan bo'lsa, teshik va SMT texnologiyasiga nisbatan qayta ishlash nisbatan oson va arzonroq. (D) PCB ning sifati, bir xilligi va turi to'g'ri qolipni biriktirish va sim bog'lash yaxlitligini ta'minlash uchun juda muhimdir. Sof, sim bilan bog'lanadigan oltin ko'pincha talab qilinadi. COB texnologiyasi hozirda deyarli har bir yirik LED ishlab chiqaruvchisi tomonidan, birinchi navbatda, umumiy yoritish va yoritish bozorida qo'llaniladi. Akkor, halogen va shunga o'xshash antiqa texnologiyalar uchun energiya tejamkor echimlarga talab ortib borayotgani COB LED maydonida tez o'sishga imkon beradi. Ushbu texnologiya takomillashib borishi va xarajatlarning kamayishi bilan COB LED yig'ish bozori kelgusi bir necha yil ichida umumiy standart LED bozoridan oshib ketishi kutilmoqda. Aksariyat ishlab chiqaruvchilar umumiy yoritish uchun energiya tejamkor echimlarga e'tibor qaratgan bo'lsa-da, COB texnologiyasining ko'plab afzalliklaridan harbiy, tibbiy, mashinani ko'rish va xavfsizlik kabi ko'proq maxsus dasturlarda foydalanadigan bir nechta tanlangan LED ishlab chiqaruvchilari mavjud. Samaradorlikni yanada oshiruvchi va miniatyuralashtirish uchun yanada katta imkoniyatlarni taqdim etuvchi COB texnologiyasining bir qismi to'g'ridan-to'g'ri biriktirish va Flip Chip yig'ish usullari hisoblanadi. Ikkala usul ham simli ulanishni talab qilmaydi, shuning uchun unumdorlikni oshirish bilan birga pastroq profilli COB yig'ilishiga imkon beradi. Hozirgi vaqtda cheklangan miqdordagi LED ishlab chiqaruvchilari ushbu turdagi qolip tuzilishini ta'minlamoqda. Bundan tashqari, ushbu turdagi matritsalarni to'g'ri o'rnatishga qodir bo'lgan kamroq miqdordagi montajchilar ham mavjud. DA-ning asosiy yetkazib beruvchisi Cree, Inc. Ularning DA tipidagi chiplaridan biriga misol 5-rasmda ko'rsatilgan.
Shakl (5) DA yuqori va pastki ko'rinishi
To'g'ridan-to'g'ri biriktirish texnikasi lehim pastasi, preformlar yoki o'tkazuvchan yopishtiruvchi moddalarga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etadigan oqimli evtektik bog'lash jarayonidan foydalanadi. Qayta oqim jarayonida yuqori sifatli ulanishga erishish uchun zarur bo'lgan barcha narsa tegishli oqim va PCBdir. Standart COB texnologiyasi bilan DA bog'lanishi bilan qilingan yig'ilish misoli 6A - 6B rasmlarda ko'rsatilgan.
Shakl (6A) Standart COB yig'ilishi (simli ulanish talab qilinadi)
Shakl (6B) To'g'ridan-to'g'ri biriktiruvchi yig'ish (simlarni ulash shart emas)
Flip chip texnologiyasi LEDni yuzini pastga qaratib aylantiradi va elektrodlarni PCB bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qiladi. To'g'ridan-to'g'ri biriktirish jarayoni kabi, bu texnologiya LED chiplariga kattaroq yorug'lik chiqaradigan maydon, yaxshiroq issiqlik tarqalishi, shuningdek, simni bog'lash bosqichini va simni bog'lash soyasini yo'q qilishni o'z ichiga olgan afzalliklarni beradi. Flip chip matritsasini bog'lash usuli lehimli "zarbalar" deb ataladigan narsalarni ishlatadi. Qo'shish jarayoni ushbu lehim burmalari joylariga mos keladigan oqim turini (DA usulida bo'lgani kabi) qo'llashdan va keyin qayta oqim jarayonini amalga oshirishdan iborat. Flip chip va PCB o'rtasidagi CTE (Issiqlik kengayish koeffitsienti) nomuvofiqligi tufayli, odatda FR-4 materialidan foydalanish tavsiya etilmaydi, lekin seramika yoki optimallashtirilgan MC (Metal yadro) substrat PCB. Flip chip tipidagi qoliplarning asosiy yetkazib beruvchisi Philips LumiLED hisoblanadi. (7-rasmga qarang)
Shakl (7) Flip Chipning yuqoridan ko'rinishi, pastki ko'rinishi va yon tomondan ko'rinishi lehim bo'laklari bilan
Ushbu ikkala texnologiya ham LEDlar uchun nisbatan yangi, ammo yuqorida aytib o'tilgan umumiy yoritish va bozorlarga katta kirishni boshladi. Yuqorida tavsiflangan ba'zi afzalliklarga qo'shimcha ravishda, teshikli qurilmadan COB ga o'tadigan issiqlik qarshiligining pasayishi (8-rasmga qarang) mahsulotning ishlash muddati va ishlashida sezilarli yaxshilanishlarga olib keladi.
Shakl (8) Issiqlik qarshiligini taqqoslash (to'siq bilan birlashma)
Har qanday yangi texnologiyada bo'lgani kabi, optoelektronika sohasida tajribaga ega bo'lgan, teshik, SMT yoki COB ning afzalliklari va kamchiliklaridan xabardor bo'lgan va ilovangiz uchun eng yaxshi variantni taqdim eta oladigan tashkilot bilan ishlayotganingizni ta'minlash juda muhimdir. Vinsent, Nyu-Yorkning Latham shahridagi Marktech Optoelektronikaning bosh texnologiya direktori. U optoelektronika sohasida qariyb 30 yildan beri ishlaydi va LED texnologiyasiga oid bir nechta maqolalar muallifi yoki hammuallifi. LEDlar va ularning ilovalaridagi ko'plab muhim yaxshilanishlar bevosita Vinsentning kiritishi va amaliy tajribasidan kelib chiqqan.
