YUANNENGJI Што такое святлодыёд?
LED - гэта святловыпрамяняльны дыёд на англійскай мове, які ўяўляе сабой паўправадніковы цвёрды святловыпрамяняльны прыбор. Ён выкарыстоўвае цвёрдыя паўправадніковыя чыпы ў якасці святловыпраменьвальных матэрыялаў. Калі прамое напружанне падаецца на абодва канцы, носьбіты ў паўправадніку рэкамбінуюць, выклікаючы выпраменьванне фатонаў і генеруючы святло. Святлодыёд можа непасрэдна выпраменьваць чырвоны колер, жоўты, блакітны, зялёны, блакітны, аранжавы, фіялетавы, і белы свет. Першы камерцыйны дыёд быў выраблены ў 1960. Яго асноўная структура - гэта кавалак электралюмінесцэнтнага паўправадніковага матэрыялу, размешчаны на стойцы з падводамі, а затым запячатаны эпаксіднай смалой вакол, каб абараніць унутраны провад, таму святлодыёд мае добрую сейсмаўстойлівасць. 2. Чаму святлодыёд з'яўляецца крыніцай святла чацвёртага пакалення (зялёнае асвятленне )?
Класіфікацыя электрычных крыніц святла па механізме выпраменьвання святла:
Крыніцы святла першага пакалення: святловыпрамяняльныя рэзістары, такія як лямпы напальвання.
Крыніцы святла другога пакалення: дугавыя і газавыя святловыпрамяняльныя, такія як натрыевыя лямпы.
Крыніцы святла трэцяга пакалення: люмінафорныя святловыпрамяняльныя, такія як люмінесцэнтныя лямпы.
Крыніцы святла чацвёртага пакалення: цвёрдацельны святлодыёдны чып, напрыклад, святлодыёды.
Якія механізмы выпраменьвання святла і прынцып працы святлодыёдаў?
Святлодыёды вырабляюць з злучэнняў III-IV груп, такія як GaAs (арсенід галію), GaP (фасфід галію), GaAsP (фасфід арсеніду галію) і іншыя паўправаднікі, і іх ядром з'яўляецца PN-пераход. Таму, ён мае I-N характарыстыкі агульнага P-N пераходу, гэта значыць, правядзенне наперад, зваротная адсечка, і характарыстыкі паломкі. Акрамя таго, пры пэўных умовах, ён таксама мае святловыпраменьвальныя характарыстыкі. Пад прамым напругай, электроны ўводзяць з вобласці N у вобласць P, і адтуліны ўводзяць з вобласці P у вобласць N. Частка носьбітаў меншасці (носьбіты меншасці) якія ўваходзяць у іншую вобласць, рэкамбінуюць з асноўнымі носьбітамі (большасць носьбітаў) выпраменьваць святло.
Якія аптычныя ўласцівасці святлодыёдаў?
(1) Святло, якое выпраменьвае святлодыёд, не з'яўляецца ні манахраматычным, ні шырокапалосным, але баланс паміж імі.
(2) Святлодыёдная крыніца святла падобная на кропкавую, але не кропкавую.
(3) Колер святла, выпраменьванага святлодыёдам, змяняецца ў залежнасці ад прасторавага кірунку.
(4) Тэмпература спалучэння святлодыёда пры працы з пастаянным токам моцна ўплывае на прамое напружанне VF.
Якія існуюць розныя спосабы пабудовы святлодыёдаў?
Святлодыёды маюць розны хімічны склад з-за рознага колеру:
Напрыклад, чырвоны: алюміній-індый-галій-фасфід
Зялёны і сіні: нітрыд індый-галію
Белы і іншыя колеры атрымліваюцца шляхам змешвання трох асноўных колераў RGB у адпаведных прапорцыях. Працэс вытворчасці святлодыёдаў падобны да працэсу вытворчасці паўправаднікоў, але дакладнасць апрацоўкі не такая добрая, як у паўправаднікоў, і цяперашні кошт усё яшчэ адносна высокі.
Што такое даўжыні хваль розных колераў?
Спектральнае размеркаванне даўжынь хваль некалькіх звышяркіх святлодыёдаў, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў Кітаі, складае 460-636 нм, а даўжыні хваль сінія, зялёны, жоўта-зялёныя, жоўты, жоўта-аранжавы, і чырвоны ад кароткага да доўгага. Тыповыя пікавыя даўжыні хваль некалькіх распаўсюджаных каляровых святлодыёдаў:
Сіні – 470нм,
Сіне-зялёны – 505нм,
Зялёны – 525нм,
Жоўты – 590нм,
Аранжавы – 615нм,
Чырвоны – 625нм.
Якія метады ўпакоўкі святлодыёдаў?
Спосаб упакоўкі:
(1) Шпількавы тып (Лямпа) Святлодыёдная ўпакоўка,
(2) Павярхоўны мантаж (SMD) тыпу ( SMT-LED) ўпакоўка,
(3) Чып-на-платы (COB) святлодыёд ўпакоўка,
(4) Сістэма ў камплекце (SiP) Святлодыёдная ўпакоўка
(5) Склейванне вафель і чыпаў.
Якія метады класіфікацыі святлодыёдаў?
1. Па колеры святловыпрамяняльнай трубкі
Па колеры святловыпрамяняльнай трубкі, яго можна падзяліць на чырвоны, аранжавы, зялёны (далей падпадзяляюцца на жоўта-зялёныя, стандартны зялёны і чыста зялёны), блакітнае святло, etc. Акрамя таго, некаторыя святлодыёды ўтрымліваюць чыпы двух-трох колераў.
У залежнасці ад таго, легаваны святлодыёд рассейваючым агентам ці не, і каляровы ён ці бескаляровы, вышэйзгаданыя святлодыёды розных колераў таксама можна падзяліць на чатыры тыпу: каляровы празрысты, бескаляровы празрысты, каляровае рассейванне і бясколернае рассейванне. Святлодыёды тыпу рассейвання і выкарыстоўваюцца ў якасці індыкатараў.
2. У адпаведнасці з характарыстыкамі святловыпрамяняльнай паверхні святловыпрамяняльнай трубкі
У адпаведнасці з характарыстыкамі святловыпрамяняльнай паверхні святловыпрамяняльнай трубкі, яго можна падзяліць на круглыя лямпы, квадратныя лямпы, прастакутныя свяцільні, паверхневыя святловыпрамяняльныя трубкі, бакавыя трубкі, мікратрубы для павярхоўнага мантажу, etc. Круглыя лямпы класіфікуюцца на φ2 мм, φ4,4 мм, φ5 мм, φ8 мм, φ10 мм і φ20 мм у залежнасці ад іх дыяметра. У замежных краінах, Святлодыёды φ3 мм звычайна запісваюцца як T-1; φ5 мм як Т-1(3/4); і φ4,4 мм як Т-1(1/4). Вугал палавіннага значэння можа быць выкарыстаны для ацэнкі вуглавога размеркавання кругавой інтэнсіўнасці святла. Існуюць тры тыпы, заснаваныя на вуглавым размеркаванні інтэнсіўнасці святла:
(1) Высокая накіраванасць. Generally, гэта завостраны эпаксідны пакет або пакет з металічнай святлоадбівальнай паражніной, і не дадаецца рассейвальны агент. Вугал палавіны складае 5°～20° або менш, з высокай накіраванасцю. Яго можна выкарыстоўваць як крыніца мясцовага асвятлення, або выкарыстоўваецца ў спалучэнні з дэтэктарам святла для фарміравання сістэмы аўтаматычнага выяўлення.
(2) Стандартны тып. Звычайна выкарыстоўваецца ў якасці індыкатара, яго вугал паўзначэння складае 20°～45°.
(3) Тып рассейвання. Гэта індыкатар з вялікім вуглом агляду, вугал палавіны 45° ~ 90° або больш, і большая колькасць рассыпальніка.
3. Па будове святловыпрамяняльнага дыёда
Па будове святловыпрамяняльнага дыёда, ёсць поўная эпаксідная інкапсуляцыя, эпаксідная інкапсуляцыя на металічнай аснове, эпаксідная інкапсуляцыя на керамічнай аснове і шкляная інкапсуляцыя.
4. У залежнасці ад сілы святла і працоўнага току
У залежнасці ад сілы святла і працоўнага току, ёсць звычайныя святлодыёды яркасці (інтэнсіўнасць святла>10mcd); святлодыёды звышвысокай яркасці (інтэнсіўнасць святла<100mcd); інтэнсіўнасць святла паміж 10 і 100 мкд называецца святловыпрамяняльным дыёдам высокай яркасці. Працоўны ток звычайнага святлодыёда складае ад дзесяткаў мА да дзесяткаў мА, у той час як працоўны ток слабаточнага святлодыёда ніжэй 2 mA (яркасць такая ж, як у звычайнай святловыпраменьвальнай трубкі).
У дадатак да вышэйзгаданых метадаў класіфікацыі, існуюць таксама метады класіфікацыі па матэрыялах мікрасхем і па функцыях.
Якія этапы працэсу вытворчасці святлодыёдаў?
1. Працэс:
а) Уборка: Выкарыстоўвайце ультрагукавую ачыстку друкаванай платы або святлодыёднага кранштэйна і сушку.
б) Мантаж: Прыгатуйце срэбны клей на ніжнім электродзе стрыжня святлодыёднай трубкі (буйныя вафлі) і пашырыць яго. Змесціце стрыжань пашыранай трубкі (буйныя вафлі) на крыштальны стол. Выкарыстоўвайце крыштальную ручку, каб усталяваць стрыжань трубкі адзін за адным на адпаведную пляцоўку друкаванай платы або святлодыёднага кранштэйна пад мікраскопам, а затым спякаць для зацвярдзення срэбнага клею.
в) Зварка ціскам: Выкарыстоўвайце зварачны апарат з алюмініевым або залатым дротам, каб падключыць электрод да стрыжня святлодыёднай трубкі ў якасці провада для падачы току. Святлодыёд усталяваны непасрэдна на друкаванай плаце, звычайна з выкарыстаннем зварачнага апарата для алюмініевай дроту. (Зварачны апарат для залатой дроту патрэбен для вырабу белага святла TOP-LED)
d) Ўпакоўка: Выкарыстоўвайце эпаксідную смалу, каб абараніць стрыжань святлодыёда і зварачны дрот праз дазаванне. Дазаванне на друкаваную плату мае строгія патрабаванні да формы калоіду пасля зацвярдзення, што напрамую залежыць ад яркасці гатовага крыніцы падсвятлення. Гэты працэс таксама будзе выконваць задачу размеркавання люмінафора (святлодыёд белага святла).
д) Зварка: Калі крыніцай падсвятлення з'яўляецца SMD-LED або іншы ўпакаваны святлодыёд, святлодыёд неабходна прыварыць да платы друкаванай платы перад працэсам зборкі.
е) Нарэзка плёнкі: Выкарыстоўвайце штампоўку для высечкі розных дыфузійных плёнак, святлоадбівальныя плёнкі, etc. патрабуецца для крыніцы падсвятлення.
г) зборка: Па патрабаванням чарцяжа, ўручную ўсталёўваць розныя матэрыялы крыніцы падсвятлення ў правільнае становішча.
ч) Тэставанне: Праверце, ці добрыя фотаэлектрычныя параметры і раўнамернасць святла крыніцы падсвятлення.
2. Задача святлодыёднай упакоўкі
заключаецца ў падключэнні вонкавага провада да электрода святлодыёднага чыпа, адначасова абараніць святлодыёдны чып, і гуляць пэўную ролю ў павышэнні эфектыўнасці адводу святла. Ключавыя працэсы нарастаюць, прэсаванне і ўпакоўка.
3. Бланк ўпакоўкі святлодыёдаў
Можна сказаць, што формы ўпакоўкі святлодыёдаў разнастайныя, у асноўным у адпаведнасці з рознымі сцэнарыямі прымянення з адпаведнымі знешнімі памерамі, меры рассейвання цяпла і эфекты святлоаддачы. Святлодыёды класіфікуюцца на Lamp-LED, TOP-LED, Бакавы святлодыёд, SMD-святлодыёд, Святлодыёд высокай магутнасці, etc. па формах ўпакоўкі.
4. Паток працэсу ўпакоўкі святлодыёдаў
5. Апісанне працэсу ўпакоўкі
(1). Праверка мікрасхем
Мікраскапічны агляд: ці няма механічных пашкоджанняў і ям (Локхіл) на паверхні матэрыялу, ці адпавядаюць памер чыпа і памер электрода патрабаванням працэсу, і ці поўная схема электрода.
(2). Пашырэнне чыпа
Так як святлодыёдныя мікрасхемы па-ранейшаму шчыльна размешчаны і адлегласць вельмі малая (каля 0,1 мм) пасля нарэзкі, гэта не спрыяе працы наступнага працэсу. Для пашырэння плёнкі злепленага чыпа мы выкарыстоўваем эспандер, так што адлегласць паміж святлодыёдным чыпам расцягваецца прыкладна да 0,6 мм. Таксама можна выкарыстоўваць ручное пашырэнне, але лёгка выклікаць такія праблемы, як падзенне габлюшкі і адходы.
(3). Дазаванне клею
Вырабіце срэбны клей або ізаляцыйны клей на адпаведнае месца святлодыёднага кранштэйна. (Для правадзячых падкладак GaAs і SiC, чырвоны, жоўты, і жоўта-зялёныя чыпы з заднімі электродамі, выкарыстоўваецца срэбны клей. Для сініх і зялёных святлодыёдных чыпаў з сапфіравымі ізаляцыйнымі падкладкамі, для фіксацыі сколаў выкарыстоўваецца ізаляцыйны клей.) Складанасць працэсу заключаецца ў кантролі колькасці дазавання клею. Існуюць дэталёвыя патрабаванні да працэсу для вышыні калоіда і месца нанясення клею. Так як сярэбраны клей і ізаляцыйны клей прад'яўляюць жорсткія патрабаванні да захоўвання і выкарыстання, абуджэнне, памешваючы, і час выкарыстання срэбнага клею - усё гэта пытанні, на якія трэба звярнуць увагу ў працэсе.
(4). Падрыхтоўка клею
У адрозненне ад нанясення клею, падрыхтоўка клею заключаецца ў выкарыстанні машыны для падрыхтоўкі клею, каб спачатку нанесці срэбны клей на задні электрод святлодыёда, а затым усталюйце святлодыёд срэбным клеем на задняй панэлі святлодыёднага кранштэйна. Эфектыўнасць падрыхтоўкі клею значна вышэй, чым нанясення клею, але не ўсе прадукты падыходзяць для працэсу падрыхтоўкі клею.
(5). Ручное наколванне
Змесціце пашыраны святлодыёдны чып (з клеем або без) на прыстасаванні калючага стала, пастаўце святлодыёдны кранштэйн пад свяцільня, і выкарыстоўвайце іголку, каб пракалоць святлодыёдныя чыпы адзін за адным у адпаведнае становішча пад мікраскопам. У параўнанні з аўтаматычным мантажом, ручное праколванне мае перавагу ў тым, што можна лёгка замяніць розныя чыпы ў любы час, які падыходзіць для прадуктаў, якія патрабуюць ўстаноўкі некалькіх чыпаў.
(6). Аўтаматычны мантаж
Аўтаматычны мантаж фактычна спалучае ў сабе два этапы нанясення клею і ўстаноўкі чыпа. Першы, сярэбраны клей (ізаляцыйны клей) наносіцца на святлодыёдны кранштэйн, а затым святлодыёдны чып ўсмоктваецца і перамяшчаецца ў становішча з дапамогай вакуумнай насадкі, а затым змяшчаецца ў адпаведную пазіцыю дужкі. Асноўным працэсам аўтаматычнага мантажу з'яўляецца знаёмства з праграмаваннем працы абсталявання, і ў той жа час адрэгуляваць дазавання клею і дакладнасць ўстаноўкі абсталявання. Пры выбары асадкі, паспрабуйце выкарыстоўваць бакелітавыя асадкі, каб прадухіліць пашкоджанне паверхні святлодыёднага чыпа, асабліва сінія і зялёныя фішкі павінны быць зроблены з бакеліта. Паколькі сталёвая насадка будзе драпаць бягучы дыфузійны пласт на паверхні чыпа.
(7). Спяканне
Мэта спякання - зацвярдзенне срэбнага клею. Спяканне патрабуе кантролю тэмпературы, каб прадухіліць дэфекты партыі. Тэмпература спякання срэбнага клею звычайна кантралюецца на ўзроўні 150 ℃, а час спякання роўны 2 hours. Па рэальных умовах, яна можа быць адрэгулявана да 170 ℃ для 1 гадзіну. Тэмпература ізаляцыйнага клею звычайна складае 150 ℃ 1 гадзіну. Печ для спякання срэбнага клею неабходна адкрываць кожны раз 2 hours (or 1 гадзіну) замяніць спеченный прадукт у адпаведнасці з патрабаваннямі працэсу. Ён не павінен адкрывацца па жаданні ў сярэдзіне. Каб прадухіліць забруджванне, забараняецца выкарыстоўваць печ для спякання ў іншых мэтах.
(8). Прэс-зварка
Мэта зваркі прэсам - падвесці электрод да святлодыёднага чыпа і завяршыць злучэнне ўнутраных і вонкавых вывадаў прадукту. Ёсць два тыпу працэсаў зваркі святлодыёдным прэсам: зварка шарыкам з залатога дроту і зварка прэсам з алюмініевага дроту. На малюнку справа паказаны працэс прэсавай зваркі алюмініевай дроту. Першы, націсніце першую кропку на электродзе святлодыёднага чыпа, затым нацягніце алюмініевы дрот да верхняй частцы адпаведнага кранштэйна, націсніце другую кропку, а затым разарвіце алюмініевы дрот. У працэсе шаравой зваркі залатога дроту, мяч спальваецца перад націскам першай кропкі, а астатняя частка працэсу падобная. Зварка ціскам з'яўляецца ключавым звяном у тэхналогіі святлодыёднай упакоўкі. Галоўнае, за чым неабходна сачыць у працэсе, - гэта аркавая форма залатой дроту (алюмініевы дрот), форма паянага злучэння, і напружанне. Паглыбленыя даследаванні працэсу зваркі ціскам уключаюць шмат аспектаў, напрыклад, золата (алюміній) матэрыял дроту, магутнасць ультрагуку, ціск зварачны ціск, выбар разветвителя (сталёвая насадка), траекторыя руху разветвителя (сталёвая насадка), etc. (На малюнку ніжэй - мікраскапічная фатаграфія паяных злучэнняў, сціснутых двума рознымі разветвальнікамі ў аднолькавых умовах. Існуюць адрозненні ў мікраструктуры абодвух, што ўплывае на якасць прадукцыі.) Мы не будзем паўтараць гэта тут.
(9). Святлодыёдная ўпакоўка для дазавання клею ў асноўным уключае дазатар клею, заліванне, і лепка. У асноўным, цяжкасці ў кіраванні працэсам - бурбалкі, некалькі адсутных матэрыялаў, і чорныя плямы. Дызайн у асноўным сканцэнтраваны на выбары матэрыялаў і выбары эпаксіднай смалы і кранштэйнаў з добрым спалучэннем. (Агульныя святлодыёды не могуць прайсці тэст на герметычнасць) Як паказана на малюнку справа, TOP-LED і Side-LED падыходзяць для нанясення клею. Упакоўка з ручным дазаваннем патрабуе высокага ўзроўню эксплуатацыі (асабліва для святлодыёдаў белага святла). Галоўная складанасць - кантраляваць колькасць дазавання, таму што эпаксідная смала згусне падчас выкарыстання. Дазаванне святлодыёдаў белага святла таксама мае праблему выпадзення люмінафору, што выклікае розніцу ў колеры святла.
(10). Інкапсуляцыя клеем
Інкапсуляцыя лямпы-святлодыёда прымае форму інкапсуляцыі. Працэс інкапсуляцыі заключаецца ў тым, каб спачатку ўвесці вадкую эпаксідную смалу ў фармовачную паражніну святлодыёда, затым устаўце прыціснуты святлодыёдны кранштэйн, пастаўце ў духоўку, каб эпаксідная смала зацвярдзела, а затым выміце святлодыёд з паражніны, каб сфармаваць яго.
(11). Літая ўпакоўка
Змесціце прыціснуты святлодыёдны кранштэйн. Пакладзеце яго ў форму, зачыніце верхнюю і ніжнюю формы гідраўлічным прэсам і вызваліце іх.
Увядзіце цвёрдую эпаксідную смалу ў адтуліну ін'екцыйнага канала, нагрэйце яго, і націсніце яго ў канал прэс-формы з дапамогай гідраўлічнага штурхача. Эпаксідная смола ўваходзіць у кожную фармовачную канаўку святлодыёда ўздоўж канала і застывае.
(12). Отвержденія і постотверждение
Зацвярдзенне адносіцца да зацвярдзення інкапсуляванай эпаксіднай смалы. Агульныя ўмовы отвержденія эпаксіднай смалы складаюць 135 ℃ 1 гадзіну. Фармованая ўпакоўка звычайна знаходзіцца пры тэмпературы 150 ℃ 4 хвілін.
(13). Постотверждение
Мэта зацвярдзення - поўнае зацвярдзенне эпаксіднай смалы і тэрмічнае старэнне святлодыёда. Постзацвярдзенне вельмі важна для паляпшэння трываласці счаплення паміж эпаксіднай смолай і кранштэйнам (друкаваная плата). Агульныя ўмовы - 120 ℃ для 4 hours.
(14). Рэзка і кубікі
Так як святлодыёды злучаныя разам (не індывідуальна) падчас вытворчасці, Інкапсуляваныя святлодыёды ў лямпах выкарыстоўваюць выразку, каб адрэзаць злучальныя рэбры святлодыёднага кранштэйна. SMD-LED знаходзіцца на плаце друкаванай платы, і машына для нарэзкі кубікамі неабходная для завяршэння працы па падзелу. (15). Тэставанне
Праверце фотаэлектрычныя параметры святлодыёда, праверыць знешнія памеры, і сартаваць святлодыёдную прадукцыю ў адпаведнасці з патрабаваннямі заказчыка.
(16). Ўпакоўка
Лічыць і фасаваць гатовую прадукцыю. Звышяркія святлодыёды патрабуюць антыстатычнай упакоўкі.