Tratamiento con plasma: una nueva forma de mejorar la fiabilidad y la vida útil de las luces led
Hoy en día, la tecnología led desempeña un papel fundamental en la iluminación general y en la automoción. Las luces led se han hecho muy populares en la iluminación general gracias a su elevada eficiencia energética, su larga vida útil y su temperatura regulable. En el sector del automóvil, los faros led iluminan mejor la zona de circulación, lo que aumenta la seguridad vial. Los faros led matriciales que utilizan los grandes fabricantes de automóviles son un buen ejemplo de ello.
En el interior de los vehículos, la libertad de diseño y los diferentes efectos luminosos han contribuido a la consolidación de la tecnología led. Además de la formación del haz, el aumento de la resistencia a las influencias ambientales ha sido uno de los principales focos de desarrollo de las luces led. El objetivo es aumentar la vida útil del led, garantizar sus propiedades básicas en cuanto a calidad del color (coordenadas de cromaticidad y temperatura del color) y eficiencia durante toda la vida útil del producto.
Las nuevas tecnologías de fabricación responden a estos objetivos de desarrollo y ofrecen oportunidades de producción de bajo coste.
La tecnología de plasma atmosférico en la producción de luces led ofrece soluciones a estos desafios:
- Limpieza de leadframes (Openair-Plasma®) antes del proceso de unión por hilo Mejora de la adhesión de los compuestos de encapsulado al compuesto de moldeo (Openair-Plasma®) Aplicación de una capa antiadherente en moldes de silicona (PlasmaPlus®)
PlasmaPlus®: recubrimientos hidrófobos y antiadherentes para componentes encapsulados de las leds
Las pantallas de gran superficie compuestas por paneles de led se utilizan para publicidad y anuncios, por ejemplo, en estadios deportivos. En una pantalla puede haber millones de led RGB. Cada una de las led RGB contiene un chip semiconductor que emite luz azul, verde y roja. Al dirigir las corrientes dedicadas a cada uno de estos tres chips, se puede conseguir una gran variedad de colores mezclando los espectros de emisión. Para encapsular los chips en el paquete se utilizan siliconas termoestables.
Sin embargo, la superficie de los leds presenta una gran adherencia debido al material blando de silicona, lo que puede ocasionar problemas tanto durante el proceso de fabricación del led como durante el funcionamiento.
En el proceso de fabricación de los paneles de visualización, cada uno de los leds se fija a la placa mediante un proceso de soldadura por ola. Los restos del proceso de estampado y doblado de los leds se acumulan en el baño de soldadura en forma de escamas de estaño y suelen pegarse a la superficie de silicona de los leds, lo cual perjudica al rendimiento de la producción. La superficie pegajosa de los leds también puede provocar problemas durante el proceso de "pick and place" ( recogida y colocación) a la hora de montar los paneles, si se adhieren entre sí o a la herramienta de “pick and place”. Como consecuencia hay un menor rendimiento de la producción, debido al gran número de paradas en la línea. Las influencias externas durante el funcionamiento de la pantalla (p. ej., el polvo) se van acumulando con el tiempo hasta provocar importantes contaminaciones en la misma.
Gracias a la tecnología PlasmaPlus® , Plasmatreat ha logrado depositar una fina capa similar al cristal y antiadherente sobre la superficie del led. Esta capa es muy eficaz contra cualquier tipo de contaminación durante el proceso de fabricación y el posterior funcionamiento de la pantalla, lo cual aumenta el rendimiento de la producción y prolonga la vida útil de la pantalla.
El recubrimiento protector PlasmaPlus® evita el sangrado del adhesivo
Los procesos de ensamblaje de leds o chips semiconductores suelen utilizar un adhesivo epoxi conductor de la electricidad como agente de unión. Durante el curado térmico, los componentes de baja viscosidad del adhesivo pueden salir de la zona de unión y humedecer las superficies circundantes, sobre todo los contactos eléctricos de las almohadillas de unión por hilo. Este fenómeno se conoce como «sangrado».
El sangrado del adhesivo debilita la conexión entre el hilo de contacto y la almohadilla de unión por hilo. En el peor de los casos, el cable se puede levantar, con la consiguiente pérdida de contacto eléctrico. El sangrado también repercute negativamente en la unión entre la resina de encapsulado y la carcasa.
En colaboración con sus socios, Plasmatreat ha desarrollado un nanorrecubrimiento ultrafino especial para resolver este problema. El recubrimiento antisangrado PlasmaPlus® evita que se humedezcan las superficies de contacto y refuerza la conexión de los hilos, una ventaja añadida que puede demostrarse claramente mediante pruebas de tracción de hilos. Además, este recubrimiento no afecta a la unión entre el adhesivo y el leadframe; se aplica antes pegar el chip y mantiene su estabilidad cuando se almacena en condiciones secas.
Unión de cables segura gracias a la limpieza con plasma (atmosférico o a baja presión)
La limpieza de las superficies de contacto del leadframe es esencial para garantizar un contacto fiable del chip con el leadframe. Cualquier contaminación orgánica, por pequeña que sea, reduce la calidad de la unión entre el aluminio y el cobre y como no es posible generar suficiente calor para fundir el alambre, la unión resultante será fría.
La limpieza de los leadframes antes de la unión por hilo, ya sea con plasma a baja presión o con Openair-Plasma®, elimina los contaminantes orgánicos de forma eficaz y fiable.
La calidad de la soldadura por fricción ultrasónica mejora especialmente con este proceso de limpieza.
