柔性印刷型LED解析

現(xiàn)在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經(jīng)融入到生活中的每一個(gè)角落。全球的 LED 照明市場正處于不斷擴(kuò)張的時(shí)期，推動著成本持續(xù)下降，并且也在刺激著需求。

據(jù) HIS Technology 預(yù)計(jì)，截至 2020 年為止，LED 照明將占整個(gè)照明市場的 27% 以上。預(yù)計(jì) LED 照明功率激勵(lì)器及用品的出貨量至 2020 年將達(dá)到每年 45 億臺的規(guī)模。商業(yè)和零售市場上的中等功率激勵(lì)器將占約 53% 的出貨量，其次則是低功率激勵(lì)器，約占 45%。較低的價(jià)格點(diǎn)有助于為創(chuàng)新的新型 LED 設(shè)計(jì)鋪平道路。與此同時(shí)，流明輸出和熱特性也在持續(xù)的改善，使 LED 成為眾多行業(yè)中應(yīng)用的一項(xiàng)高價(jià)值的替代技術(shù)。制造商們必須能夠開發(fā)出新型的定制解決方案，滿足飛速變化的市場需求及監(jiān)管要求，而同時(shí)仍能具有價(jià)格上的競爭力。

當(dāng)前技術(shù)

無論對于剛性 (PCB) 還是柔性 (FPC) 的形式來說，蝕刻銅電路都是電子學(xué)上的基礎(chǔ)技術(shù)。這兩種版本都通過一種減成法制作而成，這種方法從粘結(jié)到銅片上的一塊介電片開始。首先對所需的導(dǎo)電通路進(jìn)行遮蔽，然后以化學(xué)方法蝕刻掉所有不需要的銅金屬，最后只留下所需的電路圖案。在大多數(shù)情況下，去除掉的銅要比實(shí)際上留在電路上的多得多。由于很多采用的都是濕法化學(xué)工藝，生產(chǎn)設(shè)備都需要配備廢水處理系統(tǒng)。

以印刷電路板為基礎(chǔ)的電路具有出色的機(jī)械完整性，使用壽命較長，而其厚度與剛性則使其無法理想的用于厚度很薄、柔性更高的接口封裝。設(shè)計(jì)人員被局限在兩個(gè)維度上，這樣便在很大程度上限制了設(shè)計(jì)的靈活性，這一情況在眾多電子設(shè)備尺寸不斷縮小的情況下尤為明顯。一般情況下，一塊電路板需要強(qiáng)度較高的機(jī)械外殼，而這就會增加重量。FPC 能夠彎曲，可以充分利用三維空間，同時(shí)還可以使用焊接的組件。盡管這樣可以改善封裝的靈活性，F(xiàn)PC 與 PCB 相比則成本要高得多。

導(dǎo)電墨水、基板材料和制造工藝的穩(wěn)步前進(jìn)，使得在包括聚酯 (PET) 在內(nèi)的一系列材料上制作在機(jī)械上具有柔性的電路成為可能。PET 的價(jià)格較低，可以作為剛性的 FR4 的一種柔性基板替代產(chǎn)品，并且與柔性聚酰亞胺電路相比具有更高的性價(jià)比。

印刷型 LED 銀電路

通過采用一系列高速印刷方法，印刷型電子解決方案在很多應(yīng)用中可以提供出色的性能，而成本則低得多。例如，Molex 采用導(dǎo)電墨水(一般為銀或碳)，通過饋送式的絲網(wǎng)印刷或輥間工藝使墨水選擇性的只沉積在 PET 基板上所需的位置處。然后墨水可通過加熱或照射紫外光進(jìn)行固化。如果需要多個(gè)信號層，那么可以進(jìn)行多次印刷和固化處理。附加的印刷工藝效率極高，幾乎不產(chǎn)生廢物，并且也無需進(jìn)行廢水處理。

盡管 PET 基板具有極高的溫度穩(wěn)定性，在使用 PET 基板的情況下高溫處理或固化可能造成問題，并且會導(dǎo)致元件壽命縮短，或者造成組件損壞。Molex 專有的元件連接工藝可以降低溫度曲線。LED 照明和其他標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝組件可通過傳統(tǒng)的拾放和回流焊設(shè)備粘結(jié)到銀電路上。另外的一步則是將密封劑撒布到粘結(jié)的組件上，提高機(jī)械剛性。導(dǎo)電的銀電路可以充分的冷卻低功率背光 LED 封裝，從而無需再使用散熱片以及熱通孔或復(fù)雜的熱通路之類的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

銀墨水絲網(wǎng)印刷上的進(jìn)步使印刷電路的寬度縮減至 0.127 毫米，而在 PET 上的間距則低至 0.127 毫米。低阻墨水的開發(fā)實(shí)現(xiàn)了一種特別有效的電路，適合眾多的低功率和低信號應(yīng)用。在粘結(jié)工藝上的進(jìn)展已經(jīng)克服了通過傳統(tǒng)的表面貼裝技術(shù) (SMT) 工藝在 PET 上連接基于微處理器的細(xì)螺距組件的種種限制，這類工藝將低溫焊膏應(yīng)用到了絲網(wǎng)印刷的銀墨水印臺上。Molex 開發(fā)的這種新型專有工藝使得除了電阻器、電容器、傳感器、RFID 和其他無源設(shè)備之外還可以連接直角 LED 背光功能，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的用戶接口應(yīng)用。

印刷型銀電路的制造工藝實(shí)現(xiàn)了柔性的多合一 Molex® Soligie® 印刷型電子 LED 照明組件，具有商用電子元件的標(biāo)準(zhǔn)使用壽命，而總成本則低于傳統(tǒng)的電路。聚酯上的絲網(wǎng)印刷銀電路與具體的應(yīng)用有關(guān)，與等效的銅電路相比可節(jié)省 50% 甚至更多的基板成本。

LED 背光設(shè)計(jì)上的啟發(fā)

柔性的印刷型 LED 銀電路可完全定制，全部可擴(kuò)展。制造工藝可以提供極快的交付周期和換線時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的低批量和高批量生產(chǎn)，并且在輕量級的成品組件中可提供極高質(zhì)量的光輸出。Molex® Soligie® LED 背光解決方案在從易碎、一次性到高端的精密應(yīng)用的范圍內(nèi)可為多種應(yīng)用帶來顯著的優(yōu)勢。

對于尋求車型差異化的汽車制造商來說，柔性 LED 組件可以改善外觀的美學(xué)效果，并且實(shí)現(xiàn)定制的照明應(yīng)用，助力車輛從競爭中脫穎而出。比如說，薄型的柔性 PET 基板可以滿足轉(zhuǎn)向柱的扭矩感應(yīng)和控制、備用傳感器和其他車載傳感器以及帶指示燈攝像頭的力學(xué)要求 – 任何應(yīng)用都可從柔性基板中獲益。制造工藝可以輕松的適應(yīng)防篡改的設(shè)計(jì)。在每一盎司的設(shè)計(jì)重量都無比重要的情況下，輕量級的 PET 可以為提高燃油效率提供支持。

在建筑物的廣告展示中，印刷型 LED 組件可滿足對形狀和功能的要求。組件可以不受阻礙的安裝在大多數(shù)表面上，包括墻壁、吊頂或玻璃上的懸掛顯示屏在內(nèi)。這類組件的使用在機(jī)場、購物中心和連鎖零售業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用日益普遍，可取代固定的標(biāo)識牌和顯示屏。印刷工藝可以使用碳墨來添加徽標(biāo)、圖像以及其他點(diǎn)綴，滿足對外觀的需求?？删幊痰? LED 顯示屏通過一種絕佳的方式來提高推廣效果并更新菜單的顯示，使企業(yè)可以對多個(gè)場所處的市場營銷信息進(jìn)行控制。

在醫(yī)療和健身領(lǐng)域，許多移動設(shè)備和便攜設(shè)備都集成了生物傳感器和 LED 指示燈來支持培訓(xùn)和健身方面的目標(biāo)。超薄的印刷型 LED 封裝是一個(gè)極具吸引力的方案，并且對于推廣用以及一次性的產(chǎn)品還具有充分的經(jīng)濟(jì)性。該技術(shù)還已涉及虛擬現(xiàn)實(shí)的頭戴應(yīng)用。在醫(yī)療器械和其他設(shè)備當(dāng)中，銀電路印刷和粘結(jié)工藝可以簡化專用傳感技術(shù)與其他知識財(cái)產(chǎn)的集成過程，實(shí)現(xiàn)全包的醫(yī)療器械設(shè)計(jì)。輥間的轉(zhuǎn)換過程則可滿足醫(yī)用潔凈室以及各種診斷應(yīng)用的需求。低功率 LED照明領(lǐng)域的未來可能將主要的以印刷電子學(xué)為基礎(chǔ)。對于間距緊密、寬度窄的銀電路設(shè)計(jì)、LED 背光和聚酯基板上的其他電子元件，OEM 的設(shè)計(jì)工程師不應(yīng)忽視掉極具經(jīng)濟(jì)性的高性能柔性銀電路。

無論目標(biāo)是使產(chǎn)品更輕、更薄、做到一次性、提高靈活性，還是開發(fā)出一種全新的設(shè)備，Molex 在印刷電子學(xué)制造領(lǐng)域的專家經(jīng)驗(yàn)以及解決方案都可帶來極高的價(jià)值，并且開辟出新的道路來探索設(shè)計(jì)創(chuàng)新上的各種可能性?，F(xiàn)在的LED燈或許會有一些問題，但是我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在我們科研人員的努力下，這些問題終將唄解決，未來的LED一定是高效率，高質(zhì)量的。