Traitement plasma : Une nouvelle façon d’améliorer la fiabilité et la durée de vie des lampes LED
La technologie LED joue aujourd’hui un rôle essentiel dans l’éclairage général et dans l’ingénierie automobile. Les LED se sont avérées populaires dans l’éclairage général en raison de leur efficacité énergétique élevée, de leur longue durée de vie et de leur température de lumière réglable. Dans le secteur automobile, les phares à DEL éclairent mieux la zone de circulation et améliorent la sécurité routière. Les phares avant matriciels à LED utilisés par les principaux constructeurs automobiles en sont un bon exemple.
Dans les intérieurs automobiles, c’est la liberté de conception et les différents effets d’éclairage qui ont permis à la technologie LED de s’imposer. Outre la formation de faisceaux, l’amélioration de la résistance aux influences environnementales a été l’un des principaux axes de développement des lampes LED. L’objectif est d’augmenter la durée de vie d’une LED et de garantir pendant toute sa durée de vie les propriétés essentielles que sont la qualité des couleurs (coordonnées chromatiques et température de couleur) et l’efficacité.
Les nouvelles technologies de fabrication satisfont ces objectifs de développement et offrent des possibilités de production à faible coût.
L’utilisation de la technologie du plasma atmosphérique dans la production de LED apporte des solutions à ces problèmes :
- Nettoyage de la grille de connexion (Openair-Plasma®) avant le processus de liaison des fils Amélioration de l’adhérence des composés d’enrobage au composé de moulage (Openair-Plasma®) Application d’une couche antiadhérente sur les moulages en silicone (PlasmaPlus®)
PlasmaPlus® – Revêtements hydrophobes antiadhérents pour composants LED encapsulés
Les écrans à grande surface composés de panneaux LED sont utilisés pour la publicité et les annonces, par exemple dans les stades. Il peut y avoir plusieurs millions de LED RVB dans un écran. Chaque LED RVB contient une puce semiconductrice émettant dans le bleu, le vert et le rouge. En orientant les courants dédiés à chacune de ces 3 puces, une grande variété de couleurs peut être obtenue en mélangeant les spectres d’émission. Des silicones thermiquement stables sont utilisés comme encapsulants pour les puces conditionnées.
Cependant, la souplesse du matériau silicone rend la surface de la LED très collante, ce qui peut entraîner des problèmes lors de sa fabrication ainsi que pendant son utilisation.
Dans le processus de fabrication des panneaux d’affichage, les diodes électroluminescentes sont assemblées sur la carte par un soudure à la vague. Des résidus du processus d’estampage et de pliage des LED sous forme de paillettes d’étain s’accumulent dans le bain de soudure et collent souvent à leur surface en silicone, compromettant le rendement de la production. La surface collante des LED peut également entraîner des problèmes lors de l’assemblage des panneaux en collant les uns aux autres ou à l’outil d’assemblage. Cela se traduit par une baisse du rendement de production par période en raison de nombreux arrêts de ligne. Les influences externes pendant le fonctionnement de l’écran, par exemple la poussière, s’accumulent au fil du temps pour former des contaminations importantes sur l’écran.
En utilisant la technologie PlasmaPlus® , Plasmatreat a réussi à déposer une fine couche antiadhérente et semblable à du verre sur la surface de la LED. Cette couche est très efficace contre tout type de contamination pendant la fabrication et le fonctionnement ultérieur de l’écran, ce qui permet d’augmenter le rendement de production et de prolonger sa durée de vie.
Le revêtement protecteur PlasmaPlus® empêche le fluage de l’adhésif
Les processus d’assemblage de DEL ou de puces semiconductrices utilisent généralement un adhésif à base d’époxy, conducteur d’électricité, comme agent de liaison. Pendant le durcissement thermique, les composants à faible viscosité de l’adhésif peuvent s’écouler de la zone de collage et mouiller les surfaces environnantes, en particulier les contacts électriques des pastilles de liaison des fils. On appelle ce phénomène le « fluage ».
Le fluage des adhésifs affaiblit la connexion entre le fil de contact et la pastille de liaison du fil. Dans le pire des cas, le fil peut se soulever, entraînant une perte de contact électrique. Le fluage a également un effet négatif sur le collage entre la résine d’enrobage et le boîtier.
En collaboration avec ses partenaires, Plasmatreat a mis au point un nanorevêtement spécial et ultrafin pour résoudre ce problème. Le revêtement PlasmaPlus® antifluage empêche le mouillage des surfaces de contact et renforce la connexion des fils, un avantage supplémentaire facilement démontrable par des tests de traction de fils. Le revêtement n’affecte pas le collage entre l’adhésif et la grille de connexion. Il est appliqué avant le collage des puces et reste extrêmement stable lorsqu’il est stocké en conditions sèches.
Liaison sûre des fils grâce au nettoyage au plasma (atmosphérique ou basse pression)
Il est essentiel que les surfaces de contact de la grille de connexion soient propres pour garantir un contact fiable entre la puce et la grille de connexion. La moindre contamination organique réduit la qualité des liaisons entre l’aluminium et le cuivre. Il ne sera pas possible de générer suffisamment de chaleur pour faire fondre le fil, et le collage obtenu sera froid.
Le nettoyage des grilles de connexion avant le collage des fils, soit par plasma basse pression, soit par Openair-Plasma®, élimine les contaminants organiques de manière efficace et fiable.
La qualité du soudage par friction aux ultrasons est particulièrement améliorée par ce processus de nettoyage.
