LED-lamper faglig viden

Hvad er LED?

LED er Light Emitting Diode på engelsk, som er en halvleder solid lysemitterende enhed. Den bruger solide halvlederchips som lysemitterende materialer. Når der påføres en fremadspænding i begge ender, bærerne i halvlederen rekombinerer for at forårsage fotonemission og generere lys. LED kan udsende rødt direkte, gul, blå, grøn, cyan, orange, lilla, og hvidt lys. Den første kommercielle diode blev produceret i 1960. Dens grundlæggende struktur er et stykke elektroluminescerende halvledermateriale, placeres på et stativ med ledninger, og derefter forseglet med epoxyharpiks rundt for at beskytte den indvendige kernetråd, så LED har god seismisk modstand. 2. Hvorfor er LED den fjerde generation af lyskilde (grøn belysning )?

Klassificering af elektriske lyskilders lysemitterende mekanisme:

Første generations lyskilder: modstand lys-emitterende såsom glødelamper.

Anden generations lyskilder: lysbue og gas lysemitterende såsom natriumlamper.

Tredje generations lyskilder: lys-emitterende fosfor, såsom fluorescerende lamper.

Fjerde generations lyskilder: solid-state chip lysemitterende såsom LED'er.

Hvad er de lysemitterende mekanismer og arbejdsprincipper for LED'er?

Lysemitterende dioder er lavet af III-IV gruppe forbindelser, såsom GaAs (galliumarsenid), GaP (galliumphosphid), GaAsP (galliumarsenidphosphid) og andre halvledere, og deres kerne er et PN-kryds. Derfor, det har I-N-karakteristika for et generelt P-N-kryds, altså, fremadrettet ledning, omvendt afskæring, og nedbrydningsegenskaber. Derudover, under visse betingelser, den har også lysemitterende egenskaber. Under fremadspænding, elektroner injiceres fra N-regionen ind i P-regionen, og huller sprøjtes fra P-regionen ind i N-regionen. En del af minoritetsbærerne (minoritetstransportører) der kommer ind i det andet område, kombineres med flertallet af luftfartsselskaberne (flertalsselskaber) at udsende lys.

Hvad er de optiske egenskaber af LED?

(1) Lyset, der udsendes af LED, er hverken monokromatisk eller bredbånd, men en balance mellem de to.

(2) LED-lyskilden ligner en punktlyskilde, men ikke en punktlyskilde.

(3) Farven på lyset, der udsendes af LED, varierer med den rumlige retning.

(4) Ledets overgangstemperatur under konstant strømdrift påvirker kraftigt fremadspændingen VF.

Hvad er de forskellige måder at konstruere LED på?

LED'er har forskellige kemiske sammensætninger på grund af deres forskellige farver:

For eksempel, rød: aluminium-indium-gallium-phosphid

Grøn og blå: indium-gallium-nitrid

Hvid og andre farver fremstilles ved at blande de tre primære farver RGB i passende proportioner. Fremstillingsprocessen for LED ligner den for halvledere, men behandlingsnøjagtigheden er ikke så god som for halvledere, og de nuværende omkostninger er stadig relativt høje.

Hvad er bølgelængderne af forskellige farver?

Den spektrale bølgelængdefordeling af flere almindeligt anvendte ultra-lyse LED'er i Kina er 460-636nm, og bølgelængderne er blå, grøn, gul-grøn, gul, gul-orange, og rød fra kort til lang. De typiske spidsbølgelængder for flere almindelige farve-LED'er er:

Blå – 470nm,

Blå-grøn – 505nm,

Grøn – 525nm,

Gul – 590nm,

Orange – 615nm,

Rød – 625nm.

Hvad er emballeringsmetoderne for LED?

Emballeringsmetode:

(1) Pin-type (Lampe) LED emballage,

(2) Overflademontering (SMD) type ( SMT-LED) emballage,

(3) Chip-on-board (COB) LED emballage,

(4) System-i-pakke (Nippe til) LED emballage

(5) Wafer bonding og chip bonding.

Hvad er klassificeringsmetoderne for LED?

1. I henhold til farven på det lysemitterende rør

I henhold til farven på det lysemitterende rør, den kan opdeles i rød, orange, grøn (yderligere underopdelt i gul-grøn, standard grøn og ren grøn), blåt lys, osv. Derudover, nogle lysemitterende dioder indeholder to eller tre farver chips.

Alt efter om lysdioden er dopet med spredemiddel eller ej, og om den er farvet eller farveløs, de ovennævnte lysemitterende dioder i forskellige farver kan også opdeles i fire typer: farvet gennemsigtig, farveløs gennemsigtig, farvespredning og farveløs spredning. Spredningstype lysemitterende dioder og bruges som indikatorlys.

2. I henhold til egenskaberne for den lysemitterende overflade af det lysemitterende rør

I henhold til egenskaberne for den lysemitterende overflade af det lysemitterende rør, den kan opdeles i runde lamper, firkantede lamper, rektangulære lamper, overflade lysemitterende rør, laterale rør, overflademonterede mikrorør, osv. Cirkulære lamper er klassificeret i φ2mm, φ4,4 mm, φ5 mm, φ8 mm, φ10mm og φ20mm i henhold til deres diametre. I fremmede lande, φ3mm LED'er optages normalt som T-1; φ5mm som T-1(3/4); og φ4,4 mm som T-1(1/4). Halvværdivinklen kan bruges til at estimere vinkelfordelingen af ​​cirkulær lysstyrke. Der er tre typer baseret på vinkelfordelingen af ​​lysstyrke:

(1) Høj retningsbestemmelse. Generelt, det er en spids epoxypakke eller en pakke med et metalreflekterende hulrum, og der tilsættes intet spredemiddel. Halvværdivinklen er 5°~20° eller mindre, med høj retningsbestemmelse. Den kan bruges som en lokal lyskilde, eller bruges i forbindelse med en lysdetektor til at danne et automatisk detekteringssystem.

(2) Standard type. Bruges normalt som indikatorlys, dens halvværdivinkel er 20°~45°.

(3) Spredningstype. Dette er et indikatorlys med en større synsvinkel, en halvværdivinkel på 45°~90° eller mere, og en større mængde spredemiddel.

3. I henhold til strukturen af ​​den lysemitterende diode

I henhold til strukturen af ​​den lysemitterende diode, der er fuld epoxy indkapsling, metalbaseret epoxyindkapsling, keramisk base epoxy indkapsling og glas indkapsling.

4. I henhold til lysstyrken og arbejdsstrømmen

I henhold til lysstyrken og arbejdsstrømmen, der er almindelige lysstyrke LED'er (lysstyrke>10mcd); LED'er med ultrahøj lysstyrke (lysstyrke<100mcd); lysstyrken mellem 10 og 100mcd kaldes lysdiode med høj lysstyrke. Arbejdsstrømmen for generel LED er mellem tiere af mA og tiere af mA, mens arbejdsstrømmen for lavstrøms-LED er under 2 mA (lysstyrken er den samme som for et almindeligt lysemitterende rør).

Ud over ovenstående klassificeringsmetoder, der er også klassificeringsmetoder efter spånmateriale og efter funktion.

Hvad er produktionsprocestrinene for LED?

1. Behandle:

-en) Rensning: Brug ultralydsrensning af PCB eller LED-beslag og tørring.

b) Montering: Forbered sølvlim på den nederste elektrode af LED-rørkernen (stor oblat) og udvide det. Placer den udvidede rørkerne (stor oblat) på krystalbordet. Brug en krystalpen til at installere rørkernen én efter én på den tilsvarende pude af PCB eller LED-beslag under et mikroskop, og sinter derefter for at størkne sølvlimen.

c) Tryksvejsning: Brug aluminiumtråd eller guldtrådssvejsemaskine til at forbinde elektroden til LED-rørkernen som en ledning til strøminjektion. LED er direkte monteret på print, generelt ved hjælp af aluminiumtrådssvejsemaskine. (Guldtrådssvejsemaskine er nødvendig for at lave hvidt lys TOP-LED)

d) Emballage: Brug epoxy til at beskytte LED-kerne og svejsetråd gennem dispensering. Dispensering på printplade har strenge krav til formen af ​​kolloid efter hærdning, som er direkte relateret til lysstyrken af ​​den færdige baggrundslyskilde. Denne proces vil også påtage sig opgaven med at dispensere fosfor (hvidt lys LED).

e) Svejsning: Hvis baggrundsbelysningskilden er SMD-LED eller en anden pakket LED, LED'en skal svejses til printkortet før monteringsprocessen.

f) Filmskæring: Brug stansemaskine til at udstanse forskellige diffusionsfilm, reflekterende film, osv. kræves til baggrundsbelysningskilden.

g) Forsamling: I henhold til tegningens krav, manuelt installere forskellige materialer af baggrundsbelysningskilden i den korrekte position.

h) Afprøvning: Kontroller, om de fotoelektriske parametre og lysens ensartethed af baggrundsbelysningskilden er gode.

2. Opgaven med LED-emballage

er at forbinde den eksterne ledning til LED-chippens elektrode, beskytte LED-chippen på samme tid, og spille en rolle i at forbedre lysudsugningseffektiviteten. Nøgleprocesserne stiger, presning og pakning.

3. LED emballage Form

LED-emballageformer kan siges at være varierede, hovedsageligt i henhold til forskellige anvendelsesscenarier med tilsvarende ydre dimensioner, varmeafledningsforanstaltninger og lyseffekter. LED'er er klassificeret i Lamp-LED, TOP-LED, Side-LED, SMD-LED, High-Power-LED, osv. i henhold til emballageformularer.

4. LED emballeringsproces flow

5. Emballageprocesbeskrivelse

(1). Spåninspektion

Mikroskopisk inspektion: om der er mekaniske skader og gruber (lockhill) på materialets overflade, om chipstørrelsen og elektrodestørrelsen opfylder proceskravene, og om elektrodemønsteret er komplet.

(2). Chipudvidelse

Da LED-chips stadig er tæt arrangeret, og afstanden er meget lille (omkring 0,1 mm) efter terninger, det er ikke befordrende for driften af ​​den efterfølgende proces. Vi bruger en filmekspander til at udvide filmen af ​​den bundne chip, således at afstanden mellem LED-chippen strækkes til omkring 0,6 mm. Manuel udvidelse kan også bruges, men det er nemt at forårsage problemer som spånfald og spild.

(3). Lim dispensering

Påfør sølvlim eller isoleringslim på den tilsvarende position af LED-beslaget. (Til GaAs og SiC ledende substrater, rød, gul, og gulgrønne chips med bagelektroder, der anvendes sølvlim. Til blå og grønne LED-chips med safirisolerende underlag, isoleringslim bruges til at fikse spånerne.) Vanskeligheden ved processen ligger i styringen af ​​mængden af ​​dispensering af lim. Der er detaljerede proceskrav til kolloidens højde og placeringen af ​​limdispenseringen. Da sølvlim og isoleringslim har strenge krav til opbevaring og brug, opvågningen, omrøring, og brugstid af sølvlim er alle forhold, der skal være opmærksomme på i processen.

(4). Forberedelse af lim

I modsætning til limdispensering, limforberedelse er at bruge en limforberedelsesmaskine til først at påføre sølvlim på LED'ens bagelektrode, og installer derefter LED'en med sølvlim på bagsiden på LED-beslaget. Effektiviteten af ​​limforberedelse er langt højere end limdispensering, men ikke alle produkter er egnede til limforberedelse.

(5). Manuel prikning

Placer den udvidede LED-chip (med eller uden lim) på beslaget til prikkebordet, sæt LED-beslaget under armaturet, og brug en nål til at gennembore LED-chipsene én efter én til den tilsvarende position under et mikroskop. Sammenlignet med automatisk montering, manuel prikning har den fordel, at det er nemt at udskifte forskellige chips til enhver tid, som er velegnet til produkter, der skal installere flere chips.

(6). Automatisk montering

Automatisk montering kombinerer faktisk de to trin limdispensering og spåninstallation. Først, sølv lim (isolerende lim) påføres LED-beslaget, og så suges LED-chippen op og flyttes til positionen med en vakuumdyse, og placeres derefter i den tilsvarende beslagposition. Hovedprocessen ved automatisk montering er at være fortrolig med programmeringen af ​​udstyrets drift, og samtidig justere limdispenseringen og installationsnøjagtigheden af ​​udstyret. Ved valg af dyse, prøv at bruge bakelitdyser for at forhindre beskadigelse af LED-chippens overflade, især blå og grønne chips skal være lavet af bakelit. Fordi ståldysen vil ridse det nuværende diffusionslag på overfladen af ​​spån.

(7). Sintring

Formålet med sintring er at størkne sølvlimen. Sintring kræver temperaturovervågning for at forhindre batchfejl. Temperaturen på sølvlimsintring styres generelt til 150 ℃, og sintringstiden er 2 timer. Efter faktiske forhold, den kan justeres til 170 ℃ for 1 time. Den isolerende lim er generelt 150 ℃ for 1 time. Sølvlimsintringsovnen skal åbnes hver 2 timer (eller 1 time) at erstatte det sintrede produkt i henhold til proceskravene. Den må ikke åbnes på midten. Sintringsovnen må ikke bruges til andre formål for at forhindre forurening.

(8). Pressesvejsning

Formålet med pressesvejsning er at føre elektroden til LED-chippen og fuldføre forbindelsen af ​​produktets interne og eksterne ledninger. Der er to typer LED-pressesvejseprocesser: kuglesvejsning af guldtråd og pressesvejsning af aluminiumstråd. Det højre billede viser processen med aluminiumtrådpressesvejsning. Først, tryk på det første punkt på LED-chipelektroden, træk derefter aluminiumtråden til toppen af ​​det tilsvarende beslag, tryk på det andet punkt og knæk derefter aluminiumstråden. I færd med kuglesvejsning af guldtråd, en bold brændes, før man trykker på det første punkt, og resten af ​​processen ligner. Tryksvejsning er et nøgleled i LED-emballageteknologi. De vigtigste ting, der skal overvåges i processen, er guldtrådens bueform (aluminiumstråd), formen på loddeforbindelsen, og spændingen. Dybdegående forskning i tryksvejseprocessen involverer mange aspekter, såsom guld (aluminium) trådmateriale, ultralydseffekt, tryksvejsetryk, valg af splitter (stålmundstykke), splitterens bevægelsesbane (stålmundstykke), osv. (Nedenstående figur er et mikroskopisk foto af loddeforbindelserne presset af to forskellige splittere under de samme forhold. Der er forskelle i mikrostrukturen af ​​de to, hvilket påvirker produktkvaliteten.) Vi vil ikke gentage det her.

(9). Limdispensering LED-emballage omfatter hovedsageligt limdispensering, potting, og støbning. Dybest set, vanskelighederne ved processtyring er bobler, flere manglende materialer, og sorte pletter. Designet fokuserer primært på valg af materialer og valg af epoxy og beslag med god kombination. (Generelle lysdioder kan ikke bestå lufttæthedstesten) Som vist i højre figur, TOP-LED og Side-LED er velegnede til limdispensering. Manuel dispensering af emballage kræver et højt driftsniveau (især til hvidt lys LED'er). Den største vanskelighed er at kontrollere mængden af ​​dispensering, fordi epoxyen bliver tykkere under brug. Dispensering af hvidt lys LED'er har også problemet med fosforudfældning, der forårsager lysfarveforskel.

(10). Lim indkapsling

Lampe-LED indkapsling vedtager formen af ​​indkapsling. Indkapslingsprocessen er først at sprøjte flydende epoxy ind i LED-støbehulrummet, indsæt derefter det pressede LED-beslag, sæt den i en ovn for at lade epoxyen størkne, og fjern derefter LED'en fra hulrummet for at danne det.

(11). Støbt emballage

Sæt det pressede LED-beslag i Sæt det i formen, luk de øvre og nedre forme med en hydraulisk presse og evakuer dem.

Sæt den faste epoxy i indgangen til injektionskanalen, varme det op, og tryk den ind i formkanalen med en hydraulisk skubbestang. Epoxyen kommer ind i hver LED-støberille langs kanalen og størkner.

(12). Hærdning og efterhærdning

Hærdning refererer til hærdning af den indkapslede epoxy. De generelle epoxyhærdningsbetingelser er 135 ℃ for 1 time. Den støbte pakke er generelt ved 150 ℃ for 4 minutter.

(13). Efterhærdning

Formålet med hærdning er at hærde epoxyen fuldstændigt og termisk ælde LED'en. Efterhærdning er meget vigtig for at forbedre bindingsstyrken mellem epoxyen og beslaget (PCB). De generelle betingelser er 120 ℃ for 4 timer.

(14). Skæring og terninger

Da lysdioder er forbundet sammen (ikke individuelt) under produktionen, Lampeindkapslede LED'er bruger skæring til at afskære forbindelsesribberne på LED-beslaget. SMD-LED er på et printkort, og en terningsmaskine er nødvendig for at fuldføre separationsarbejdet. (15). Afprøvning

Test de fotoelektriske parametre for LED, kontrollere de udvendige mål, og sortere LED-produkterne efter kundens krav.

(16). Emballage

Tæl og pak de færdige produkter. Ultra-lyse LED'er kræver antistatisk emballage.