Atmosphärenplasma verbessert die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von LED-Leuchten
Die LED-Technologie spielt heute eine wesentliche Rolle in der Allgemeinbeleuchtung und in der Automobiltechnik. In der Allgemeinbeleuchtung haben sich LEDs aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz, langen Lebensdauer und einstellbaren Lichttemperatur durchgesetzt. Im Automobilbereich leuchten LED-Scheinwerfer den Verkehrsraum besser aus, was die Verkehrssicherheit erhöht. Die Matrix-LED-Frontscheinwerfer der großen Automobilhersteller sind ein gutes Beispiel dafür.
Im Automobilinnenraum sind es die Gestaltungsfreiheit und die unterschiedlichen Lichteffekte, die der LED-Technologie zum Durchbruch verholfen haben. Neben der Strahlformung ist die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse ein wichtiger Entwicklungsschwerpunkt bei LED-Leuchten. Ziel ist es, die Lebensdauer einer LED zu erhöhen und die Kerneigenschaften Farbqualität (Farbort und Farbtemperatur) und Effizienz über die Produktlebensdauer sicherzustellen.
Neue Fertigungstechnologien tragen diesen Entwicklungszielen Rechnung und bieten Möglichkeiten für eine kostengünstige Produktion.
Der Einsatz der atmosphärischen Plasmatechnologie in der LED-Produktion bietet Lösungen für genau diese Probleme:
- Leadframe-Reinigung (Openair-Plasma®) vor dem Drahtbondprozess
- Verbesserung der Haftung von Vergussmassen auf der Formmasse (Openair-Plasma®)
- Aufbringen einer Antihaftschicht auf Silikonformteilen (PlasmaPlus®)
PlasmaPlus® - hydrophobe Antihaftbeschichtungen für gekapselte LED-Komponenten
Großflächige Anzeigen aus LED-Panels werden für Werbung und Durchsagen verwendet, zum Beispiel in Sportarenen. In einer Anzeige können bis zu Millionen von RGB-LEDs vorhanden sein. Jede RGB-LED enthält einen blauen, einen grünen und einen roten Halbleiterchip. Durch die Steuerung der Ströme, die jedem dieser drei Chips zugeführt werden, kann durch Mischen der Emissionsspektren eine große Vielfalt an Farben erzielt werden. Als Verkapselungsmaterial für die Chips im Gehäuse werden thermisch stabile Silikone verwendet.
Die LED-Oberfläche weist jedoch eine hohe Klebrigkeit auf, die durch das weiche Silikonmaterial verursacht wird, was zu Problemen während des Herstellungsprozesses der LED sowie unter Betriebsbedingungen führen kann.
Bei der Herstellung von Anzeigetafeln werden die einzelnen LEDs durch einen Wellenlötprozess mit der Platine verbunden. Reste des LED-Stanz- und Biegeprozesses in Form von Zinnflocken sammeln sich im Lötbad an und kleben häufig an der Silikonoberfläche der LEDs, was sich negativ auf die Produktionsausbeute auswirkt. Die klebrige LED-Oberfläche kann auch zu Problemen beim Bestückungsprozess bei der Montage der Panels führen, indem sie aneinander oder am Bestückungswerkzeug kleben bleibt. Dies führt zu einer geringeren Produktionsausbeute pro Zeit durch viele Linienstopps. Äußere Einflüsse beim Betrieb des Displays, wie z.B. die Ansammlung von Staub, summieren sich mit der Zeit zu erheblichen Verunreinigungen auf dem Display.
Durch den Einsatz der PlasmaPlus® - Technologie ist es Plasmatreat gelungen, eine dünne, glasartige und antiadhäsive Schicht auf der LED Oberfläche abzuscheiden. Diese Schicht ist hochwirksam gegen jede Art von Verunreinigung während des Herstellungsprozesses und im späteren Betrieb des Displays, was zu einer höheren Produktionsausbeute und einer längeren Lebensdauer des Displays führt.
PlasmaPlus®-Schutzbeschichtung verhindert Klebstoffausbluten
Bei der Montage von LEDs oder Halbleiterchips wird in der Regel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff auf Epoxidbasis als Bindemittel verwendet. Während der thermischen Aushärtung können niedrigviskose Bestandteile des Klebstoffs aus dem Klebebereich herausfließen und die umliegenden Oberflächen benetzen, insbesondere die elektrischen Kontakte für die Drahtklebepads. Dieses Phänomen wird als "Ausbluten" bezeichnet.
Das Ausbluten des Klebstoffs schwächt die Verbindung zwischen dem Fahrdraht und dem Drahtbondpad. Im schlimmsten Fall kann sich der Draht abheben, was zu einem Verlust des elektrischen Kontakts führt. Das Ausbluten wirkt sich auch nachteilig auf die Verbindung zwischen dem Vergussharz und dem Gehäuse aus.
In Zusammenarbeit mit unseren Partnern hat Plasmatreat eine spezielle, ultradünne Nanobeschichtung entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Die PlasmaPlus® Anti-Bleeding-Beschichtung verhindert die Benetzung der Kontaktflächen und stärkt die Drahtverbindung, ein zusätzlicher Vorteil, der durch Drahtzugtests eindeutig nachgewiesen werden kann. Die Beschichtung hat keinen Einfluss auf die Verbindung zwischen dem Klebstoff und dem Leadframe. Sie wird vor dem Chip-Bonding aufgetragen und bleibt bei trockener Lagerung äußerst stabil.
Sicheres Drahtbonden durch Plasmareinigung (atmosphärisch oder Niederdruck)
Saubere Kontaktflächen auf dem Leadframe sind unerlässlich, um einen zuverlässigen Kontakt der Matrize mit dem Leadframe zu gewährleisten. Selbst die geringste organische Verunreinigung beeinträchtigt die Qualität der Aluminium-Kupfer-Verbindungen. Es ist nicht möglich, genügend Wärme zu erzeugen, um den Draht zu schmelzen, so dass die resultierende Verbindung kalt sein wird.
Die Reinigung der Leadframes vor dem Drahtbonden, entweder durch Niederdruckplasma oder durch Openair-Plasma®, entfernt organische Verunreinigungen effektiv und zuverlässig.
Die Qualität des Ultraschall-Reibschweißens wird durch diesen Reinigungsprozess besonders verbessert.
