مصابيح LED المعرفة المهنية

ما هو الصمام?

LED هو الصمام الثنائي الباعث للضوء باللغة الإنجليزية, وهو جهاز باعث للضوء صلب من أشباه الموصلات. ويستخدم رقائق أشباه الموصلات الصلبة كمواد باعثة للضوء. عندما يتم تطبيق الجهد إلى الأمام على كلا الطرفين, تتحد الموجات الحاملة في أشباه الموصلات مجددًا لتسبب انبعاث الفوتون وتوليد الضوء. يمكن أن ينبعث LED باللون الأحمر مباشرة, أصفر, أزرق, أخضر, سماوي, البرتقالي, أرجواني, والضوء الأبيض. تم إنتاج أول صمام ثنائي تجاري في 1960. هيكلها الأساسي عبارة عن قطعة من مادة أشباه الموصلات الكهربائية, وضعت على الرف مع الخيوط, ومن ثم يتم إغلاقها براتنج الإيبوكسي لحماية السلك الأساسي الداخلي, لذلك يتمتع LED بمقاومة جيدة للزلازل. 2. لماذا يعتبر LED مصدر الضوء من الجيل الرابع؟ (الإضاءة الخضراء )?

التصنيف حسب آلية انبعاث الضوء لمصادر الضوء الكهربائية:

مصادر الضوء من الجيل الأول: المقاومات الباعثة للضوء مثل المصابيح المتوهجة.

مصادر الضوء من الجيل الثاني: القوس والغاز التي ينبعث منها ضوء مثل مصابيح الصوديوم.

مصادر الضوء من الجيل الثالث: الفوسفور التي ينبعث منها ضوء مثل مصابيح الفلورسنت.

مصادر الضوء من الجيل الرابع: رقاقة الحالة الصلبة الباعثة للضوء مثل مصابيح LED.

ما هي آليات انبعاث الضوء ومبادئ عمل مصابيح LED؟?

تصنع الثنائيات الباعثة للضوء من مركبات المجموعة III-IV, مثل GaAs (زرنيخيد الغاليوم), فجوة (فوسفيد الغاليوم), GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم) وأشباه الموصلات الأخرى, وجوهرها هو تقاطع PN. لذلك, لديها خصائص I-N لتقاطع PN العام, that is, التوصيل إلى الأمام, قطع عكسي, وخصائص الانهيار. In addition, في ظل ظروف معينة, كما أن لديها خصائص باعثة للضوء. تحت الجهد إلى الأمام, يتم حقن الإلكترونات من المنطقة N إلى المنطقة P, ويتم حقن الثقوب من المنطقة P إلى المنطقة N. جزء من ناقلات الأقلية (ناقلات الأقلية) التي تدخل المنطقة الأخرى تتحد مع حاملات الأغلبية (ناقلات الأغلبية) لإصدار الضوء.

ما هي الخصائص البصرية للLED?

(1) الضوء المنبعث من LED ليس أحادي اللون ولا واسع النطاق, ولكن التوازن بين الاثنين.

(2) يشبه مصدر ضوء LED مصدر ضوء نقطي ولكنه ليس مصدر ضوء نقطي.

(3) يختلف لون الضوء المنبعث من LED مع الاتجاه المكاني.

(4) تؤثر درجة حرارة وصلة LED في ظل التشغيل الحالي المستمر بقوة على الجهد الأمامي VF.

ما هي الطرق المختلفة لبناء LED?

تحتوي مصابيح LED على تركيبات كيميائية مختلفة بسبب ألوانها المختلفة:

على سبيل المثال, أحمر: الألومنيوم - الإنديوم - الغاليوم - فوسفيد

الأخضر والأزرق: نيتريد الإنديوم والجاليوم

يتم تصنيع اللون الأبيض والألوان الأخرى عن طريق مزج الألوان الأساسية الثلاثة RGB بنسب مناسبة. تشبه عملية تصنيع LED عملية تصنيع أشباه الموصلات, لكن دقة المعالجة ليست بنفس جودة أشباه الموصلات, والتكلفة الحالية لا تزال مرتفعة نسبيا.

ما هي الأطوال الموجية للألوان المختلفة?

يبلغ توزيع الطول الموجي الطيفي للعديد من مصابيح LED فائقة السطوع شائعة الاستخدام في الصين 460-636 نانومتر, والأطوال الموجية زرقاء, أخضر, الأصفر والأخضر, أصفر, أصفر برتقالي, والأحمر من القصير إلى الطويل. الأطوال الموجية القصوى النموذجية للعديد من مصابيح LED الملونة الشائعة هي:

أزرق – 470nm,

الأزرق والأخضر – 505nm,

أخضر – 525nm,

أصفر – 590nm,

البرتقالي – 615nm,

أحمر – 625nm.

ما هي طرق التعبئة والتغليف لل LED?

طريقة التعبئة والتغليف:

(1) نوع الدبوس (خروف) التعبئة والتغليف LED,

(2) جبل السطح (مصلحة الارصاد الجوية) يكتب ( سمت-ليد) التعبئة والتغليف,

(3) رقاقة على متن الطائرة (البوليفيين) قاد التعبئة والتغليف,

(4) النظام في الحزمة (رشفة) التعبئة والتغليف LED

(5) ربط الرقاقة وربط الرقاقة.

ما هي طرق تصنيف LED?

1. حسب لون الأنبوب الباعث للضوء

حسب لون الأنبوب الباعث للضوء, يمكن تقسيمها إلى اللون الأحمر, البرتقالي, أخضر (وتنقسم كذلك إلى الأصفر والأخضر, الأخضر القياسي والأخضر النقي), الضوء الأزرق, إلخ. In addition, تحتوي بعض الثنائيات الباعثة للضوء على لونين أو ثلاثة ألوان من الرقائق.

وفقًا لما إذا كان الصمام الثنائي الباعث للضوء مخدرًا بعامل تشتيت أم لا, وهل هي ملونة أم عديمة اللون, يمكن أيضًا تقسيم الثنائيات الباعثة للضوء ذات الألوان المختلفة المذكورة أعلاه إلى أربعة أنواع: ملونة شفافة, شفاف عديم اللون, التشتت الملون والتشتت عديم اللون. الثنائيات الباعثة للضوء من النوع المتناثر وتستخدم كأضواء مؤشر.

2. وفقًا لخصائص السطح الباعث للضوء للأنبوب الباعث للضوء

وفقًا لخصائص السطح الباعث للضوء للأنبوب الباعث للضوء, يمكن تقسيمها إلى مصابيح مستديرة, مصابيح مربعة, مصابيح مستطيلة, أنابيب باعثة للضوء على السطح, الأنابيب الجانبية, أنابيب صغيرة مثبتة على السطح, إلخ. تصنف المصابيح الدائرية إلى φ2mm, φ4.4 ملم, φ5 ملم, φ8 مم, φ10mm وφ20mm حسب أقطارها. في الدول الأجنبية, عادةً ما يتم تسجيل مصابيح LED φ3mm على أنها T-1; φ5mm مثل T-1(3/4); وφ4.4 ملم مثل T-1(1/4). يمكن استخدام زاوية نصف القيمة لتقدير التوزيع الزاوي لشدة الإضاءة الدائرية. هناك ثلاثة أنواع تعتمد على التوزيع الزاوي لشدة الإضاءة:

(1) اتجاهية عالية. عمومًا, وهي عبارة عن عبوة إيبوكسي مدببة أو عبوة ذات تجويف معدني عاكس, ولا تتم إضافة أي عامل تشتت. زاوية نصف القيمة هي 5°～20° أو أقل, مع اتجاهية عالية. يمكن استخدامه كمصدر إضاءة محلي, أو يتم استخدامه مع كاشف الضوء لتكوين نظام كشف تلقائي.

(2) النوع القياسي. عادة ما تستخدم كضوء مؤشر, زاوية نصف القيمة هي 20°～45°.

(3) نوع التشتت. هذا ضوء مؤشر بزاوية رؤية أكبر, زاوية نصف القيمة 45°～90° أو أكثر, وكمية أكبر من عامل التشتت.

3. وفقا لهيكل الصمام الثنائي الباعث للضوء

وفقا لهيكل الصمام الثنائي الباعث للضوء, هناك تغليف الايبوكسي الكامل, تغليف الايبوكسي بقاعدة معدنية, تغليف الايبوكسي بقاعدة السيراميك وتغليف الزجاج.

4. وفقا لكثافة مضيئة والتيار العامل

وفقا لكثافة مضيئة والتيار العامل, هناك مصابيح LED ذات سطوع عادي (شدة مضيئة>10mcd); مصابيح LED فائقة السطوع (شدة مضيئة<100mcd); شدة الإضاءة بين 10 ويسمى 100mcd الصمام الثنائي الباعث للضوء عالي السطوع. يتراوح تيار العمل لمصباح LED العام بين عشرات مللي أمبير وعشرات مللي أمبير, بينما يكون تيار العمل لمصابيح LED ذات التيار المنخفض أدناه 2 أماه (السطوع هو نفس سطوع الأنبوب العادي الذي ينبعث منه الضوء).

بالإضافة إلى طرق التصنيف المذكورة أعلاه, هناك أيضًا طرق تصنيف حسب مادة الرقاقة والوظيفة.

ما هي خطوات عملية إنتاج LED?

1. عملية:

أ) تنظيف: استخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية لثنائي الفينيل متعدد الكلور أو حامل LED والتجفيف.

ب) تصاعد: إعداد الغراء الفضي على القطب السفلي من قلب أنبوب LED (رقاقة كبيرة) وتوسيعه. ضع قلب الأنبوب الموسع (رقاقة كبيرة) على طاولة الكريستال. استخدم قلمًا كريستاليًا لتثبيت قلب الأنبوب واحدًا تلو الآخر على اللوحة المقابلة لثنائي الفينيل متعدد الكلور أو حامل LED تحت المجهر, ومن ثم تلبيد لترسيخ الغراء الفضي.

ج) لحام الضغط: استخدم آلة لحام سلك الألمنيوم أو سلك الذهب لتوصيل القطب الكهربائي بنواة أنبوب LED كدليل لحقن التيار. يتم تركيب LED مباشرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور, عموما باستخدام آلة لحام أسلاك الألمنيوم. (هناك حاجة إلى آلة لحام الأسلاك الذهبية لإنتاج الضوء الأبيض TOP-LED)

د) التعبئة والتغليف: استخدم الإيبوكسي لحماية قلب LED وأسلاك اللحام من خلال التوزيع. إن التوزيع على لوحة PCB له متطلبات صارمة على شكل المادة الغروانية بعد المعالجة, والذي يرتبط مباشرة بسطوع مصدر الإضاءة الخلفية النهائي. ستتولى هذه العملية أيضًا مهمة توزيع الفوسفور (الضوء الأبيض LED).

ه) لحام: إذا كان مصدر الإضاءة الخلفية هو SMD-LED أو LED آخر معبأ, يجب أن يتم لحام LED بلوحة PCB قبل عملية التجميع.

و) قطع الفيلم: استخدم آلة التثقيب لتقطيع أفلام الانتشار المختلفة, أفلام عاكسة, إلخ. مطلوب لمصدر الإضاءة الخلفية.

ز) حَشد: وفقا لمتطلبات الرسم, قم بتثبيت مواد مختلفة لمصدر الإضاءة الخلفية يدويًا في الموضع الصحيح.

ح) اختبار: تحقق مما إذا كانت المعلمات الكهروضوئية وتوحيد الضوء لمصدر الإضاءة الخلفية جيدة.

2. مهمة التعبئة والتغليف LED

هو توصيل السلك الخارجي بالقطب الكهربائي لشريحة LED, حماية شريحة LED في نفس الوقت, وتلعب دورًا في تحسين كفاءة استخلاص الضوء. العمليات الرئيسية تصاعدت, الضغط والتعبئة والتغليف.

3. نموذج التعبئة والتغليف LED

يمكن القول أن أشكال التعبئة والتغليف LED متنوعة, بشكل أساسي وفقًا لسيناريوهات التطبيق المختلفة ذات الأبعاد الخارجية المقابلة, تدابير تبديد الحرارة وتأثيرات إخراج الضوء. يتم تصنيف المصابيح إلى مصباح LED, أعلى LED, الجانب LED, مصلحة الارصاد الجوية-LED, عالية الطاقة LED, إلخ. وفقا لنماذج التعبئة والتغليف.

4. تدفق عملية التعبئة والتغليف LED

5. وصف عملية التعبئة والتغليف

(1). فحص الشريحة

الفحص المجهري: ما إذا كان هناك أضرار ميكانيكية وحفر (لوكهيل) على سطح المادة, ما إذا كان حجم الشريحة وحجم القطب يفي بمتطلبات العملية, وما إذا كان نمط القطب مكتملًا.

(2). توسيع الشريحة

نظرًا لأن شرائح LED لا تزال مرتبة بشكل وثيق والتباعد صغير جدًا (حوالي 0.1 ملم) بعد التقطيع, لا يفضي إلى تشغيل العملية اللاحقة. نحن نستخدم موسع الفيلم لتوسيع فيلم الشريحة المستعبدة, بحيث يمتد التباعد بين شريحة LED إلى حوالي 0.6 مم. ويمكن أيضًا استخدام التوسع اليدوي, ولكن من السهل التسبب في مشاكل مثل سقوط الرقائق وإهدارها.

(3). الاستغناء عن الغراء

قم بتطبيق الغراء الفضي أو الغراء العازل على الموضع المقابل لقوس LED. (للركائز الموصلة GaAs وSiC, أحمر, أصفر, ورقائق صفراء وخضراء مع أقطاب كهربائية خلفية, يتم استخدام الغراء الفضي. لرقائق LED باللونين الأزرق والأخضر مع ركائز عازلة من الياقوت, يستخدم الغراء العازل لإصلاح الرقائق.) وتكمن صعوبة العملية في التحكم بكمية توزيع الغراء. هناك متطلبات عملية مفصلة لارتفاع المادة الغروية وموقع توزيع الغراء. نظرًا لأن الغراء الفضي والغراء العازل لهما متطلبات صارمة للتخزين والاستخدام, الاستيقاظ, التحريك, ووقت استخدام الغراء الفضي كلها أمور يجب الانتباه إليها في هذه العملية.

(4). تحضير الغراء

على النقيض من الاستغناء عن الغراء, إعداد الغراء هو استخدام آلة تحضير الغراء لتطبيق الغراء الفضي أولاً على القطب الخلفي لمصباح LED, ثم قم بتثبيت مؤشر LED بالغراء الفضي في الخلف على حامل LED. كفاءة تحضير الغراء أعلى بكثير من توزيع الغراء, ولكن ليست كل المنتجات مناسبة لعملية تحضير الغراء.

(5). الوخز اليدوي

ضع شريحة LED الموسعة (مع أو بدون الغراء) على تركيب طاولة الوخز, ضع دعامة LED أسفل التركيب, واستخدم إبرة لثقب شرائح LED واحدة تلو الأخرى إلى الموضع المقابل تحت المجهر. بالمقارنة مع التثبيت التلقائي, يتميز الوخز اليدوي بأنه من السهل استبدال شرائح مختلفة في أي وقت, وهو مناسب للمنتجات التي تحتاج إلى تركيب شرائح متعددة.

(6). التركيب التلقائي

يجمع التثبيت التلقائي في الواقع بين خطوتين توزيع الغراء وتركيب الرقاقة. أولاً, الغراء الفضي (الغراء العازل) يتم تطبيقه على قوس LED, ومن ثم يتم امتصاص شريحة LED ونقلها إلى الموضع باستخدام فوهة فراغ, ومن ثم وضعها في موضع القوس المقابل. تتمثل العملية الرئيسية للتركيب التلقائي في التعرف على برمجة تشغيل المعدات, وفي نفس الوقت ضبط دقة توزيع الغراء وتركيبه للمعدات. عند اختيار الفوهة, حاول استخدام فوهات الباكليت لمنع تلف سطح شريحة LED, وخاصة الرقائق الزرقاء والخضراء يجب أن تكون مصنوعة من الباكليت. لأن الفوهة الفولاذية ستخدش طبقة الانتشار الحالية على سطح الشريحة.

(7). تلبيد

الغرض من التلبيد هو تقوية الغراء الفضي. يتطلب التلبيد مراقبة درجة الحرارة لمنع عيوب الدفعة. يتم التحكم بشكل عام في درجة حرارة تلبيد غراء الفضة عند 150 درجة مئوية، ويكون وقت التلبيد كذلك 2 ساعات. وفقا للظروف الفعلية, يمكن تعديله إلى 170 درجة مئوية 1 ساعة. تبلغ درجة حرارة الغراء العازل عمومًا 150 درجة مئوية 1 ساعة. يجب فتح فرن تلبيد الغراء الفضي كل مرة 2 ساعات (أو 1 ساعة) لاستبدال المنتج الملبد وفقًا لمتطلبات العملية. ولا يجوز فتحه حسب الرغبة في المنتصف. يجب عدم استخدام فرن التلبيد لأغراض أخرى لمنع التلوث.

(8). لحام الصحافة

الغرض من اللحام بالضغط هو توجيه القطب إلى شريحة LED وإكمال توصيل الخيوط الداخلية والخارجية للمنتج. هناك نوعان من عمليات اللحام بالضغط LED: لحام كرات الأسلاك الذهبية ولحام أسلاك الألمنيوم. الصورة اليمنى توضح عملية لحام أسلاك الألمنيوم. أولاً, اضغط على النقطة الأولى على قطب رقاقة LED, ثم اسحب سلك الألمنيوم إلى أعلى الدعامة المقابلة, اضغط على النقطة الثانية ثم اكسر سلك الألمنيوم. في عملية لحام الكرة سلك الذهب, يتم حرق الكرة قبل الضغط على النقطة الأولى, وبقية العملية مماثلة. يعد اللحام بالضغط رابطًا رئيسيًا في تكنولوجيا التغليف LED. الأشياء الرئيسية التي يجب مراقبتها في هذه العملية هي الشكل القوسي للسلك الذهبي (سلك الألمنيوم), شكل وصلة اللحام, والتوتر. يتضمن البحث المتعمق حول عملية اللحام بالضغط جوانب عديدة, مثل الذهب (ألمنيوم) مادة الأسلاك, قوة الموجات فوق الصوتية, ضغط لحام الضغط, اختيار الخائن (فوهة الصلب), مسار حركة الفاصل (فوهة الصلب), إلخ. (الشكل أدناه عبارة عن صورة مجهرية لمفاصل اللحام المضغوطة بواسطة مقسمين مختلفين تحت نفس الظروف. هناك اختلافات في البنية المجهرية للاثنين, مما يؤثر على جودة المنتج.) لن نكررها هنا.

(9). توزيع الغراء تتضمن عبوات LED بشكل أساسي توزيع الغراء, بوتينغ, والقولبة. أساسًا, الصعوبات في التحكم في العملية هي الفقاعات, العديد من المواد المفقودة, والبقع السوداء. يركز التصميم بشكل أساسي على اختيار المواد واختيار الإيبوكسي والأقواس ذات التركيبة الجيدة. (لا يمكن لمصابيح LED العامة اجتياز اختبار إحكام الهواء) كما هو مبين في الشكل الصحيح, TOP-LED وSide-LED مناسبان لتوزيع الغراء. تتطلب عبوات التوزيع اليدوية مستوى عالٍ من التشغيل (خاصة بالنسبة لمصابيح LED ذات الضوء الأبيض). الصعوبة الرئيسية هي التحكم في كمية الاستغناء, لأن الايبوكسي سوف يثخن أثناء الاستخدام. يؤدي توزيع مصابيح LED ذات الضوء الأبيض أيضًا إلى مشكلة هطول الفوسفور مما يسبب اختلافًا في لون الضوء.

(10). تغليف الغراء

يعتمد تغليف المصباح LED على شكل التغليف. تتمثل عملية التغليف أولاً في حقن الإيبوكسي السائل في تجويف صب LED, ثم أدخل قوس LED المضغوط, ضعه في الفرن حتى يصلب الايبوكسي, ثم قم بإزالة مؤشر LED من التجويف لتشكيله.

(11). التعبئة والتغليف مصبوب

ضع دعامة LED المضغوطة في القالب, إغلاق القوالب العلوية والسفلية بواسطة مكبس هيدروليكي وإخلائها.

ضع الايبوكسي الصلب في مدخل قناة الحقن, تسخينه, واضغط عليه في قناة القالب بقضيب دفع هيدروليكي. يدخل الإيبوكسي إلى كل أخدود صب LED على طول القناة ويتصلب.

(12). المعالجة وما بعد المعالجة

يشير العلاج إلى معالجة الإيبوكسي المغلف. شروط المعالجة العامة للإيبوكسي هي 135 درجة مئوية 1 ساعة. تكون الحزمة المقولبة بشكل عام عند 150 درجة مئوية 4 دقائق.

(13). بعد المعالجة

الغرض من المعالجة هو معالجة الإيبوكسي بشكل كامل وعمر LED حرارياً. يعد ما بعد المعالجة مهمًا جدًا لتحسين قوة الترابط بين الإيبوكسي والقوس (ثنائي الفينيل متعدد الكلور). الظروف العامة هي 120 درجة مئوية 4 ساعات.

(14). التقطيع والتقطيع

نظرًا لأن مصابيح LED متصلة ببعضها البعض (ليس بشكل فردي) أثناء الإنتاج, تستخدم مصابيح LED المغلفة بالمصباح القطع لقطع أضلاع التوصيل لقوس LED. SMD-LED موجود على لوحة PCB, وهناك حاجة إلى آلة التكعيب لإكمال أعمال الفصل. (15). اختبار

اختبار المعلمات الكهروضوئية من LED, تحقق من الأبعاد الخارجية, وفرز منتجات LED وفقًا لمتطلبات العملاء.

(16). التعبئة والتغليف

عد وتعبئة المنتجات النهائية. تتطلب مصابيح LED فائقة السطوع تغليفًا مضادًا للكهرباء الساكنة.