YUANNENGJI ¿Qué es LED??
LED es diodo emisor de luz en inglés, que es un dispositivo semiconductor sólido emisor de luz. Utiliza chips semiconductores sólidos como materiales emisores de luz.. Cuando se aplica un voltaje directo a ambos extremos, Los portadores del semiconductor se recombinan para provocar la emisión de fotones y generar luz.. El LED puede emitir rojo directamente, amarillo, azul, verde, cian, naranja, púrpura, y luz blanca. El primer diodo comercial se produjo en 1960. Su estructura básica es una pieza de material semiconductor electroluminiscente., colocado en una rejilla con cables, y luego sellado con resina epoxi alrededor para proteger el cable del núcleo interno, entonces el LED tiene buena resistencia sísmica. 2. ¿Por qué el LED es la fuente de luz de cuarta generación? (iluminación verde )?
Clasificación por el mecanismo emisor de luz de las fuentes de luz eléctrica.:
Fuentes de luz de primera generación: resistencia emisora de luz como lámparas incandescentes.
Fuentes de luz de segunda generación.: Emisores de luz de arco y gas, como lámparas de sodio..
Fuentes de luz de tercera generación.: emisores de luz de fósforo, como lámparas fluorescentes.
Fuentes de luz de cuarta generación.: chip de estado sólido emisor de luz como LED.
¿Cuáles son los mecanismos de emisión de luz y los principios de funcionamiento de los LED??
Los diodos emisores de luz están hechos de compuestos de los grupos III-IV., como GaAs (arseniuro de galio), Brecha (fosfuro de galio), GaAsP (fosfuro de arseniuro de galio) y otros semiconductores, y su núcleo es una unión PN. Por lo tanto, Tiene las características I-N de una unión P-N general., eso es, conducción directa, corte inverso, y características de ruptura. Además, bajo ciertas condiciones, también tiene características de emisión de luz. Bajo voltaje directo, Los electrones se inyectan desde la región N a la región P., y los agujeros se inyectan desde la región P a la región N. Una parte de los transportistas minoritarios (transportistas minoritarios) que entran en la otra zona se recombinan con los portadores mayoritarios (transportistas mayoritarios) emitir luz.
¿Cuáles son las propiedades ópticas del LED??
(1) La luz emitida por LED no es monocromática ni de banda ancha, pero un equilibrio entre los dos.
(2) La fuente de luz LED es similar a una fuente de luz puntual pero no a una fuente de luz puntual..
(3) El color de la luz emitida por el LED varía con la dirección espacial..
(4) La temperatura de unión del LED bajo operación de corriente constante afecta fuertemente el voltaje directo VF.
¿Cuáles son las diferentes formas de construir LED??
Los LED tienen diferentes composiciones químicas debido a sus diferentes colores.:
Por ejemplo, rojo: fosfuro de aluminio-indio-galio
verde y azul: nitruro de indio y galio
El blanco y otros colores se obtienen mezclando los tres colores primarios RGB en proporciones adecuadas.. El proceso de fabricación de los LED es similar al de los semiconductores, pero la precisión del procesamiento no es tan buena como la de los semiconductores, y el costo actual sigue siendo relativamente alto.
¿Cuáles son las longitudes de onda de varios colores??
La distribución de longitud de onda espectral de varios LED ultrabrillantes comúnmente utilizados en China es de 460-636 nm., y las longitudes de onda son azules, verde, amarillo-verde, amarillo, amarillo-naranja, y rojo de corto a largo. Las longitudes de onda máximas típicas de varios LED de colores comunes son:
Azul – 470Nm,
Azul verdoso – 505Nm,
Verde – 525Nm,
Amarillo – 590Nm,
Naranja – 615Nm,
Rojo – 625Nm.
¿Cuáles son los métodos de embalaje de LED??
Método de embalaje:
(1) tipo pin (Lámpara) Embalaje LED,
(2) Montaje en superficie (SMD) tipo ( LED SMT) embalaje,
(3) Chip a bordo (MAZORCA) CONDUJO embalaje,
(4) Sistema en paquete (Sorbo) Embalaje LED
(5) Unión de obleas y unión de chips.
¿Cuáles son los métodos de clasificación del LED??
1. Según el color del tubo emisor de luz.
Según el color del tubo emisor de luz., se puede dividir en rojo, naranja, verde (subdividido en amarillo-verde, verde estándar y verde puro), luz azul, etc.. Además, Algunos diodos emisores de luz contienen dos o tres colores de chips..
Según si el diodo emisor de luz está dopado con agente dispersante o no, y si es coloreado o incoloro, Los diodos emisores de luz de varios colores mencionados anteriormente también se pueden dividir en cuatro tipos.: color transparente, incoloro transparente, dispersión coloreada y dispersión incolora. Diodos emisores de luz de tipo dispersión y se utilizan como luces indicadoras..
2. Según las características de la superficie emisora de luz del tubo emisor de luz.
Según las características de la superficie emisora de luz del tubo emisor de luz., se puede dividir en lámparas redondas, lámparas cuadradas, lámparas rectangulares, tubos emisores de luz de superficie, tubos laterales, microtubos de superficie, etc.. Las lámparas circulares se clasifican en φ2mm., φ4.4mm, ø5mm, ø8mm, φ10mm y φ20mm según sus diámetros. En paises extranjeros, Los LED de φ3 mm generalmente se registran como T-1; φ5 mm como T-1(3/4); y φ4,4 mm como T-1(1/4). El ángulo del valor medio se puede utilizar para estimar la distribución angular de la intensidad luminosa circular.. Existen tres tipos según la distribución angular de la intensidad luminosa.:
(1) Alta directividad. Generalmente, Es un paquete de epoxi puntiagudo o un paquete con una cavidad reflectante de metal., y no se añade ningún agente dispersante. El ángulo del valor medio es de 5°～20° o menos, con alta directividad. Se puede utilizar como fuente de iluminación local., o utilizado junto con un detector de luz para formar un sistema de detección automática.
(2) Tipo estándar. Generalmente se utiliza como luz indicadora., su ángulo de valor medio es 20°～45°.
(3) tipo de dispersión. This is an indicator light with a larger viewing angle, a half-value angle of 45°～90° or more, and a larger amount of scattering agent.
3. According to the structure of the light-emitting diode
According to the structure of the light-emitting diode, there are full epoxy encapsulation, metal base epoxy encapsulation, ceramic base epoxy encapsulation and glass encapsulation.
4. According to the luminous intensity and working current
According to the luminous intensity and working current, there are ordinary brightness LEDs (luminous intensity>10mcd); ultra-high brightness LEDs (luminous intensity<100mcd); the luminous intensity between 10 and 100mcd is called High brightness light emitting diode. The working current of general LED is between tens of mA and tens of mA, while the working current of low current LED is below 2 mA (the brightness is the same as that of ordinary light emitting tube).
In addition to the above classification methods, También existen métodos de clasificación por material de viruta y por función..
¿Cuáles son los pasos del proceso de producción de LED??
1. Proceso:
a) Limpieza: Utilice limpieza ultrasónica de PCB o soporte de LED y secado.
b) Montaje: Prepare pegamento plateado en el electrodo inferior del núcleo del tubo LED. (oblea grande) y expandirlo. Coloque el núcleo del tubo expandido. (oblea grande) en la mesa de cristal. Utilice un bolígrafo de cristal para instalar el núcleo del tubo uno por uno en la almohadilla correspondiente de PCB o soporte de LED debajo de un microscopio., y luego sinterizar para solidificar el pegamento plateado.
do) Soldadura a presión: Utilice una máquina de soldadura de alambre de aluminio o alambre de oro para conectar el electrodo al núcleo del tubo LED como cable para la inyección de corriente.. El LED se monta directamente en PCB, generalmente usando una máquina de soldadura de alambre de aluminio. (Se necesita una máquina soldadora de alambre dorado para producir luz blanca TOP-LED)
d) Embalaje: Utilice epoxi para proteger el núcleo del LED y el cable de soldadura durante la dispensación.. La dispensación en placa PCB tiene requisitos estrictos sobre la forma del coloide después del curado., que está directamente relacionado con el brillo de la fuente de luz de fondo terminada. Este proceso también asumirá la tarea de dispensar fósforo. (LED de luz blanca).
mi) Soldadura: Si la fuente de luz de fondo es SMD-LED u otro LED empaquetado, El LED debe soldarse a la placa PCB antes del proceso de ensamblaje..
F) corte de película: Utilice una punzonadora para troquelar varias películas de difusión., películas reflectantes, etc.. requerido para la fuente de luz de fondo.
gramo) Asamblea: Según los requisitos del dibujo., Instale manualmente varios materiales de la fuente de retroiluminación en la posición correcta..
h) Pruebas: Compruebe si los parámetros fotoeléctricos y la uniformidad de la luz de la fuente de luz de fondo son buenos.
2. The task of LED packaging
is to connect the external lead to the electrode of the LED chip, protect the LED chip at the same time, and play a role in improving the light extraction efficiency. The key processes are mounting, pressing and packaging.
3. LED packaging Form
LED packaging forms can be said to be varied, mainly according to different application scenarios with corresponding external dimensions, heat dissipation measures and light output effects. LEDs are classified into Lamp-LED, TOP-LED, Side-LED, SMD-LED, High-Power-LED, etc.. according to packaging forms.
4. LED packaging process flow
5. Packaging process description
(1). Chip inspection
Microscopic inspection: whether there is mechanical damage and pits (lockhill) on the surface of the material, whether the chip size and electrode size meet the process requirements, y si el patrón de electrodos está completo.
(2). Expansión de chips
Dado que los chips LED todavía están dispuestos muy juntos y el espacio es muy pequeño (alrededor de 0,1 mm) después de cortar en cubitos, no es propicio para el funcionamiento del proceso posterior. Usamos un expansor de película para expandir la película del chip adherido., de modo que el espaciado del chip LED se estire a aproximadamente 0,6 mm. También se puede utilizar la expansión manual., pero es fácil causar problemas como caída de virutas y desperdicio.
(3). Dispensación de pegamento
Aplique pegamento plateado o pegamento aislante a la posición correspondiente del soporte LED. (Para sustratos conductores de GaAs y SiC, rojo, amarillo, y chips de color amarillo verdoso con electrodos posteriores, Se utiliza pegamento plateado.. Para chips LED azules y verdes con sustratos aislantes de zafiro, Se utiliza pegamento aislante para fijar las virutas.) The difficulty of the process lies in the control of the amount of glue dispensing. There are detailed process requirements for the height of the colloid and the location of the glue dispensing. Since silver glue and insulating glue have strict requirements for storage and use, the waking up, emocionante, and use time of silver glue are all matters that must be paid attention to in the process.
(4). Glue preparation
In contrast to glue dispensing, glue preparation is to use a glue preparation machine to first apply silver glue to the back electrode of the LED, and then install the LED with silver glue on the back on the LED bracket. The efficiency of glue preparation is far Higher than glue dispensing, but not all products are suitable for glue preparation process.
(5). Manual pricking
Coloque el chip LED expandido (con o sin pegamento) en el soporte de la mesa de pinchado, coloque el soporte LED debajo de la lámpara, y use una aguja para perforar los chips LED uno por uno hasta la posición correspondiente bajo un microscopio. Comparado con el montaje automático, La punción manual tiene la ventaja de que es fácil reemplazar diferentes chips en cualquier momento., que es adecuado para productos que necesitan instalar múltiples chips.
(6). Montaje automático
El montaje automático en realidad combina los dos pasos de dispensación de pegamento e instalación de chips.. Primero, pegamento de plata (pegamento aislante) se aplica al soporte LED, y luego el chip LED se aspira y se mueve a la posición con una boquilla de vacío, y luego se coloca en la posición del soporte correspondiente. El proceso principal del montaje automático es familiarizarse con la programación del funcionamiento del equipo., y al mismo tiempo ajustar la precisión de instalación y dispensación de pegamento del equipo. Al elegir la boquilla, Intente utilizar boquillas de baquelita para evitar daños a la superficie del chip LED., especialmente las virutas azules y verdes deben estar hechas de baquelita. Porque la boquilla de acero rayará la capa de difusión actual en la superficie del chip..
(7). Sinterización
El objetivo de la sinterización es solidificar el pegamento plateado.. La sinterización requiere control de la temperatura para evitar defectos en los lotes. La temperatura de sinterización del pegamento de plata generalmente se controla a 150 ℃ y el tiempo de sinterización es 2 horas. Según las condiciones reales, se puede ajustar a 170 ℃ para 1 hora. El pegamento aislante es generalmente de 150 ℃ para 1 hora. El horno de sinterización de cola de plata debe abrirse cada 2 horas (o 1 hora) Reemplazar el producto sinterizado según los requisitos del proceso.. No debe abrirse a voluntad por la mitad.. El horno de sinterización no debe utilizarse para otros fines para evitar la contaminación..
(8). Soldadura por prensa
El propósito de la soldadura por prensa es llevar el electrodo al chip LED y completar la conexión de los cables internos y externos del producto.. Hay dos tipos de procesos de soldadura por prensa LED.: Soldadura de bolas de alambre de oro y soldadura por prensa de alambre de aluminio. La imagen de la derecha muestra el proceso de soldadura por prensa de alambre de aluminio.. Primero, presione el primer punto en el electrodo del chip LED, luego tire del cable de aluminio hasta la parte superior del soporte correspondiente, Presione el segundo punto y luego rompa el alambre de aluminio.. In the process of gold wire ball welding, a ball is burned before pressing the first point, and the rest of the process is similar. Pressure welding is a key link in LED packaging technology. The main things that need to be monitored in the process are the arch shape of the gold wire (aluminum wire), the shape of the solder joint, and the tension. In-depth research on the pressure welding process involves many aspects, such as gold (aluminio) wire material, ultrasonic power, pressure welding pressure, selection of splitter (steel nozzle), movement trajectory of splitter (steel nozzle), etc.. (The figure below is a microscopic photo of the solder joints pressed by two different splitters under the same conditions. There are differences in the microstructure of the two, which affects the product quality.) We will not repeat it here.
(9). El embalaje LED de dispensación de pegamento incluye principalmente la dispensación de pegamento., maceta, y moldeo. Básicamente, las dificultades en el control de procesos son burbujas, múltiples materiales faltantes, y puntos negros. El diseño se centra principalmente en la selección de materiales y la selección de epoxi y soportes con buena combinación.. (Los LED generales no pueden pasar la prueba de hermeticidad) Como se muestra en la figura de la derecha., TOP-LED y Side-LED son adecuados para dispensar pegamento. El embalaje de dispensación manual requiere un alto nivel de operación (especialmente para LED de luz blanca). La principal dificultad es controlar la cantidad de dispensación., porque el epoxi se espesará durante el uso. La distribución de LED de luz blanca también tiene el problema de que la precipitación de fósforo provoca diferencias de color en la luz..
(10). Encapsulación de pegamento
La encapsulación lámpara-LED adopta la forma de encapsulación.. El proceso de encapsulación consiste en inyectar primero epoxi líquido en la cavidad de moldeo del LED., luego inserte el soporte LED presionado, Mételo en el horno para que el epoxi se solidifique., y luego retire el LED de la cavidad para formarlo..
(11). Embalaje moldeado
Coloque el soporte LED prensado. Póngalo en el molde., cerrar los moldes superior e inferior con una prensa hidráulica y evacuarlos.
Coloque el epoxi sólido en la entrada del canal de inyección., calentarlo, y presiónelo en el canal del molde con una varilla de empuje hidráulica. El epoxi ingresa en cada ranura de moldura LED a lo largo del canal y se solidifica.
(12). Curado y postcurado
El curado se refiere al curado del epoxi encapsulado.. Las condiciones generales de curado de epoxi son 135 ℃ para 1 hora. El paquete moldeado generalmente está a 150 ℃ durante 4 minutes.
(13). Post-curado
El propósito del curado es curar completamente el epoxi y envejecer térmicamente el LED.. El poscurado es muy importante para mejorar la fuerza de unión entre el epoxi y el bracket. (tarjeta de circuito impreso). Las condiciones generales son 120 ℃ para 4 horas.
(14). Cortar y cortar en cubitos
Dado que los LED están conectados entre sí (no individualmente) durante la producción, Los LED encapsulados en lámpara utilizan cortes para cortar las nervaduras de conexión del soporte de LED. SMD-LED está en una placa PCB, y se necesita una máquina de cortar en cubitos para completar el trabajo de separación. (15). Pruebas
Pruebe los parámetros fotoeléctricos del LED., comprobar las dimensiones exteriores, y clasificar los productos LED según los requisitos del cliente.
(16). Embalaje
Contar y empaquetar los productos terminados.. Los LED ultrabrillantes requieren un embalaje antiestático.