دانش حرفه ای لامپ های LED

ال ای دی چیست؟?

LED در انگلیسی دیود ساطع نور است, که یک دستگاه نیمه هادی تابش نور جامد است. از تراشه های نیمه هادی جامد به عنوان مواد ساطع کننده نور استفاده می کند. هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو به هر دو انتها اعمال می شود, حامل ها در نیمه رسانا برای ایجاد گسیل فوتون و تولید نور دوباره ترکیب می شوند. LED می تواند به طور مستقیم قرمز را ساطع کند, زرد, آبی, سبز, فیروزه ای, نارنجی, بنفش, و نور سفید. اولین دیود تجاری در سال تولید شد 1960. ساختار اصلی آن قطعه ای از مواد نیمه هادی الکترولومینسانس است, روی یک قفسه با سرب قرار داده شده است, و سپس با رزین اپوکسی اطراف برای محافظت از سیم هسته داخلی مهر و موم شده است, بنابراین LED مقاومت لرزه ای خوبی دارد. 2. چرا LED نسل چهارم منبع نور است؟ (روشنایی سبز )?

طبقه بندی با مکانیسم ساطع نور منابع نور الکتریکی:

منابع نور نسل اول: مقاومت ساطع کننده نور مانند لامپ های رشته ای.

منابع نوری نسل دوم: قوس و گاز ساطع کننده نور مانند لامپ های سدیمی.

منابع نوری نسل سوم: تابش نور فسفر مانند لامپ های فلورسنت.

منابع نوری نسل چهارم: تراشه های حالت جامد که نور ساطع می کنند مانند LED.

مکانیسم های ساطع نور و اصول کار LED ها چیست؟?

دیودهای ساطع نور از ترکیبات گروه III-IV ساخته شده اند, مانند GaAs (آرسنید گالیوم), GaP (فسفید گالیوم), GaAsP (فسفید آرسنید گالیم) و نیمه هادی های دیگر, و هسته آنها یک اتصال PN است. بنابراین, ویژگی های I-N یک اتصال عمومی P-N را دارد, که, هدایت رو به جلو, قطع معکوس, و ویژگی های شکست. علاوه بر این, تحت شرایط خاص, همچنین دارای ویژگی های ساطع نور است. تحت ولتاژ فوروارد, الکترون ها از ناحیه N به ناحیه P تزریق می شوند, و سوراخ ها از ناحیه P به ناحیه N تزریق می شوند. بخشی از حامل های اقلیت (حامل های اقلیت) که وارد ناحیه دیگر می شوند با اکثر حامل ها دوباره ترکیب می شوند (اکثر حاملان) برای ساطع نور.

خواص نوری LED چیست؟?

(1) نور ساطع شده از LED نه تک رنگ و نه پهن باند است, اما تعادل بین این دو.

(2) منبع نور LED شبیه منبع نور نقطه ای است اما منبع نور نقطه ای نیست.

(3) رنگ نور ساطع شده توسط LED با جهت مکانی متفاوت است.

(4) دمای اتصال LED تحت عملکرد جریان ثابت به شدت بر VF ولتاژ رو به جلو تأثیر می گذارد.

راه های مختلف ساخت LED چیست؟?

ال ای دی ها به دلیل رنگ های متفاوت، ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند:

مثلا, قرمز: آلومینیوم - ایندیم - گالیم - فسفید

سبز و آبی: ایندیم-گالیوم-نیترید

رنگ سفید و سایر رنگ ها با ترکیب سه رنگ اصلی RGB در نسبت های مناسب ساخته می شوند. فرآیند تولید LED مشابه نیمه هادی ها است, اما دقت پردازش به خوبی نیمه هادی ها نیست, و هزینه فعلی هنوز نسبتاً بالا است.

طول موج رنگ های مختلف چقدر است?

توزیع طول موج طیفی چندین LED فوق روشن رایج در چین 460-636 نانومتر است., و طول موج ها آبی هستند, سبز, زرد-سبز, زرد, زرد-نارنجی, و قرمز از کوتاه به بلند. طول موج های پیک معمولی چندین LED رنگی رایج هستند:

آبی – 470نانومتر,

سبز آبی – 505نانومتر,

سبز – 525نانومتر,

زرد – 590نانومتر,

نارنجی – 615نانومتر,

قرمز – 625نانومتر.

روش های بسته بندی LED چیست؟?

روش بسته بندی:

(1) نوع پین (لامپ) بسته بندی LED,

(2) نصب سطحی (SMD) نوع ( SMT-LED) بسته بندی,

(3) چیپ آن برد (COB) LED بسته بندی,

(4) سیستم در بسته (SiP) بسته بندی LED

(5) باندینگ ویفر و باندینگ تراشه.

روش های طبقه بندی LED چیست؟?

1. با توجه به رنگ لوله تابش نور

با توجه به رنگ لوله تابش نور, می توان آن را به رنگ قرمز تقسیم کرد, نارنجی, سبز (بیشتر به زرد مایل به سبز تقسیم می شود, سبز استاندارد و سبز خالص), نور آبی, غیره. علاوه بر این, برخی از دیودهای ساطع کننده نور حاوی دو یا سه رنگ تراشه هستند.

با توجه به اینکه دیود ساطع کننده نور با عامل پراکنده دوپ شده است یا خیر, و اینکه رنگی باشد یا بی رنگ, دیودهای تابش نور ذکر شده در رنگ های مختلف را نیز می توان به چهار نوع تقسیم کرد: شفاف رنگی, شفاف بی رنگ, پراکندگی رنگی و پراکندگی بی رنگ. دیودهای ساطع کننده نور از نوع پراکنده هستند و به عنوان چراغ های نشانگر استفاده می شوند.

2. با توجه به ویژگی های سطح نور ساطع کننده لوله نور

با توجه به ویژگی های سطح نور ساطع کننده لوله نور, می توان آن را به لامپ های گرد تقسیم کرد, لامپ های مربعی, لامپ های مستطیلی, لوله های ساطع نور سطحی, لوله های جانبی, میکرو لوله های سطحی, غیره. لامپ های دایره ای به φ2mm طبقه بندی می شوند, φ4.4 میلی متر, φ5mm, φ8 میلی متر, φ10mm و φ20mm با توجه به قطر آنها. در کشورهای خارجی, LED های φ3mm معمولا به عنوان T-1 ثبت می شوند; φ5mm به عنوان T-1(3/4); و φ4.4mm به عنوان T-1(1/4). زاویه نیم ارزش را می توان برای تخمین توزیع زاویه ای شدت نور دایره ای استفاده کرد. بر اساس توزیع زاویه ای شدت نور سه نوع وجود دارد:

(1) جهت دهی بالا. به طور کلی, این یک بسته اپوکسی نوک تیز یا یک بسته با یک حفره بازتابنده فلزی است, و هیچ عامل پراکندگی اضافه نمی شود. زاویه نیم ارزش 5 درجه تا 20 درجه یا کمتر است, با جهت دهی بالا. می توان از آن به عنوان منبع روشنایی محلی استفاده کرد, یا به همراه یک آشکارساز نور برای تشکیل یک سیستم تشخیص خودکار استفاده می شود.

(2) نوع استاندارد. معمولاً به عنوان چراغ نشانگر استفاده می شود, زاویه نیم ارزش آن 20 درجه تا 45 درجه است.

(3) نوع پراکندگی. این یک چراغ نشانگر با زاویه دید بزرگتر است, زاویه نیم ارزش 45 تا 90 درجه یا بیشتر, و مقدار بیشتری از عامل پراکندگی.

3. با توجه به ساختار دیود ساطع نور

با توجه به ساختار دیود ساطع نور, کپسوله کامل اپوکسی وجود دارد, کپسوله اپوکسی پایه فلزی, کپسوله اپوکسی پایه سرامیکی و محفظه شیشه ای.

4. با توجه به شدت نور و جریان کار

با توجه به شدت نور و جریان کار, LED های روشنایی معمولی وجود دارد (شدت نورانی>10mcd); LED های با روشنایی فوق العاده بالا (شدت نورانی<100mcd); شدت نور بین 10 و 100 mcd دیود ساطع نور با روشنایی بالا نامیده می شود. جریان کاری LED عمومی بین ده ها میلی آمپر تا ده ها میلی آمپر است, در حالی که جریان کار LED جریان کم زیر است 2 mA (روشنایی همان نور لوله ساطع نور معمولی است).

علاوه بر روش های طبقه بندی فوق, همچنین روش های طبقه بندی بر اساس مواد تراشه و عملکرد وجود دارد.

مراحل فرآیند تولید LED چیست؟?

1. فرآیند:

الف) تمیز کردن: از تمیز کردن اولتراسونیک PCB یا براکت LED و خشک کردن استفاده کنید.

ب) نصب: چسب نقره را روی الکترود پایینی هسته لوله LED آماده کنید (ویفر بزرگ) و آن را گسترش دهید. هسته لوله منبسط شده را قرار دهید (ویفر بزرگ) روی میز کریستالی. با استفاده از یک قلم کریستالی، هسته لوله را یکی یکی روی پد مربوطه PCB یا براکت LED زیر میکروسکوپ نصب کنید., و سپس زینت کنید تا چسب نقره جامد شود.

ج) جوشکاری تحت فشار: از دستگاه جوش سیم آلومینیوم یا سیم طلا برای اتصال الکترود به هسته لوله LED به عنوان سرب برای تزریق جریان استفاده کنید.. LED مستقیماً روی PCB نصب می شود, به طور کلی با استفاده از دستگاه جوش سیم آلومینیومی. (دستگاه جوش سیم طلا برای ساخت TOP-LED نور سفید مورد نیاز است)

d) بسته بندی: از اپوکسی برای محافظت از هسته LED و سیم جوش از طریق توزیع استفاده کنید. توزیع بر روی برد PCB الزامات سختی در مورد شکل کلوئید پس از پخت دارد, که ارتباط مستقیمی با روشنایی منبع نور پس زمینه تمام شده دارد. این فرآیند همچنین وظیفه توزیع فسفر را بر عهده خواهد گرفت (LED نور سفید).

ه) جوشکاری: اگر منبع نور پس زمینه SMD-LED یا LED بسته بندی شده دیگر باشد, قبل از فرآیند مونتاژ LED باید به برد PCB جوش داده شود.

f) برش فیلم: از دستگاه پانچ برای برش فیلم های مختلف پخش استفاده کنید, فیلم های انعکاسی, غیره. برای منبع نور پس زمینه مورد نیاز است.

g) مونتاژ: با توجه به الزامات نقشه, به صورت دستی مواد مختلف منبع نور پس زمینه را در موقعیت صحیح نصب کنید.

ساعت) تست کردن: بررسی کنید که آیا پارامترهای فوتوالکتریک و یکنواختی نور منبع نور پس زمینه خوب است یا خیر.

2. وظیفه بسته بندی LED

اتصال سرب خارجی به الکترود تراشه LED است, از تراشه LED به طور همزمان محافظت کنید, و در بهبود راندمان استخراج نور نقش دارند. فرآیندهای کلیدی در حال نصب هستند, پرس و بسته بندی.

3. فرم بسته بندی LED

فرم های بسته بندی LED را می توان گفت متنوع است, عمدتاً با توجه به سناریوهای کاربردی مختلف با ابعاد خارجی مربوطه, اقدامات اتلاف گرما و اثرات خروجی نور. LED ها به لامپ-LED طبقه بندی می شوند, TOP-LED, ال ای دی جانبی, SMD-LED, LED پرقدرت, غیره. با توجه به فرم های بسته بندی.

4. جریان فرآیند بسته بندی LED

5. شرح فرآیند بسته بندی

(1). بازرسی تراشه

بازرسی میکروسکوپی: آیا آسیب مکانیکی و گودال وجود دارد (لاک هیل) روی سطح مواد, آیا اندازه تراشه و اندازه الکترود الزامات فرآیند را برآورده می کند, و اینکه آیا الگوی الکترود کامل است یا خیر.

(2). گسترش تراشه

از آنجایی که تراشه های ال ای دی هنوز به خوبی چیده شده اند و فاصله آنها بسیار کم است (حدود 0.1 میلی متر) بعد از خرد کردن, برای عملیات بعدی مساعد نیست. ما از یک گسترش دهنده فیلم برای گسترش لایه تراشه چسبانده شده استفاده می کنیم, به طوری که فاصله تراشه LED به حدود 0.6 میلی متر کشیده می شود. همچنین می توان از گسترش دستی استفاده کرد, اما ایجاد مشکلاتی مانند افتادن تراشه و ضایعات آسان است.

(3). توزیع چسب

چسب نقره یا چسب عایق را در موقعیت مربوط به براکت LED بمالید. (برای بسترهای رسانای GaAs و SiC, قرمز, زرد, و تراشه های زرد-سبز با الکترودهای پشتی, از چسب نقره استفاده می شود. برای تراشه های LED آبی و سبز با زیرلایه های عایق یاقوت کبود, برای تثبیت تراشه ها از چسب عایق استفاده می شود.) دشواری این فرآیند در کنترل میزان توزیع چسب نهفته است. الزامات فرآیند دقیقی برای ارتفاع کلوئید و محل توزیع چسب وجود دارد. از آنجایی که چسب نقره و چسب عایق الزامات سختی برای نگهداری و استفاده دارند, بیدار شدن, هم زدن, و زمان استفاده از چسب نقره همگی مواردی هستند که در این فرآیند باید به آنها توجه شود.

(4). تهیه چسب

در مقابل توزیع چسب, آماده سازی چسب استفاده از دستگاه تهیه چسب است تا ابتدا چسب نقره را به الکترود پشتی LED بمالید., و سپس LED را با چسب نقره در پشت روی براکت LED نصب کنید. راندمان تهیه چسب به مراتب بیشتر از پخش چسب است, اما همه محصولات برای فرآیند تهیه چسب مناسب نیستند.

(5). سوراخ کردن دستی

تراشه LED منبسط شده را قرار دهید (با چسب یا بدون چسب) روی فیکسچر میز سنجاق, براکت LED را زیر فیکسچر قرار دهید, و با استفاده از یک سوزن تراشه های LED را یکی یکی در موقعیت مربوطه زیر میکروسکوپ سوراخ کنید. در مقایسه با نصب خودکار, سوراخ کردن دستی این مزیت را دارد که به راحتی می توان تراشه های مختلف را در هر زمان جایگزین کرد, که برای محصولاتی که نیاز به نصب چند تراشه دارند مناسب است.

(6). نصب اتوماتیک

نصب خودکار در واقع ترکیبی از دو مرحله توزیع چسب و نصب تراشه است. اول, چسب نقره (چسب عایق) روی براکت LED اعمال می شود, و سپس تراشه LED مکیده شده و با یک نازل خلاء به موقعیت منتقل می شود, و سپس در موقعیت براکت مربوطه قرار می گیرد. فرآیند اصلی نصب خودکار، آشنایی با برنامه ریزی عملیات تجهیزات است, و در عین حال دقت پخش و نصب چسب تجهیزات را تنظیم کنید. هنگام انتخاب نازل, سعی کنید از نازل های باکلیت برای جلوگیری از آسیب به سطح تراشه LED استفاده کنید, به خصوص چیپس های آبی و سبز باید از باکلیت ساخته شوند. زیرا نازل فولادی لایه انتشار جریان را روی سطح تراشه خراش می دهد.

(7). تف جوشی

هدف از تف جوشی جامد کردن چسب نقره است. تف جوشی به نظارت دما برای جلوگیری از نقص دسته ای نیاز دارد. دمای پخت چسب نقره به طور کلی در 150 درجه سانتیگراد کنترل می شود و زمان تف جوشی 2 ساعت با شما تماس خواهد گرفت. با توجه به شرایط واقعی, می توان آن را تا 170 درجه تنظیم کرد 1 ساعت. چسب عایق به طور کلی 150 ℃ برای 1 ساعت. کوره پخت چسب نقره باید هر بار باز شود 2 ساعت با شما تماس خواهد گرفت (or 1 ساعت) برای جایگزینی محصول زینتر شده با توجه به الزامات فرآیند. نباید به میل خود از وسط باز شود. کوره سینترینگ نباید برای مقاصد دیگر برای جلوگیری از آلودگی استفاده شود.

(8). جوشکاری پرس

هدف از جوشکاری پرس هدایت الکترود به تراشه LED و تکمیل اتصال سرب های داخلی و خارجی محصول است.. دو نوع فرآیند جوشکاری پرس LED وجود دارد: جوشکاری گلوله ای سیم طلا و جوشکاری پرس سیم آلومینیومی. تصویر سمت راست فرآیند جوشکاری پرس سیم آلومینیومی را نشان می دهد. اول, اولین نقطه روی الکترود تراشه LED را فشار دهید, سپس سیم آلومینیومی را به بالای براکت مربوطه بکشید, نقطه دوم را فشار دهید و سپس سیم آلومینیومی را بشکنید. در فرآیند جوشکاری گلوله سیم طلا, یک توپ قبل از فشار دادن اولین نقطه سوزانده می شود, و بقیه مراحل مشابه است. جوشکاری تحت فشار یک پیوند کلیدی در فناوری بسته بندی LED است. موارد اصلی که در این فرآیند باید تحت نظر قرار گیرند، شکل قوس سیم طلا است (سیم آلومینیومی), شکل محل اتصال لحیم کاری, و تنش. تحقیقات عمیق در مورد فرآیند جوشکاری تحت فشار جنبه های زیادی را شامل می شود, مانند طلا (آلومینیوم) مواد سیم, قدرت اولتراسونیک, فشار جوشکاری فشاری, انتخاب اسپلیتر (نازل فولادی), مسیر حرکت اسپلیتر (نازل فولادی), غیره. (شکل زیر یک عکس میکروسکوپی از اتصالات لحیم کاری است که توسط دو اسپلیتر مختلف تحت شرایط یکسان فشرده شده اند.. در ریزساختار این دو تفاوت وجود دارد, که بر کیفیت محصول تاثیر می گذارد.) ما اینجا آن را تکرار نمی کنیم.

(9). بسته بندی LED توزیع چسب عمدتاً شامل توزیع چسب است, گلدان, و قالب گیری. اساسا, مشکلات در کنترل فرآیند حباب هستند, مواد مفقود متعدد, و لکه های سیاه. طراحی عمدتا بر انتخاب مواد و انتخاب اپوکسی و براکت ها با ترکیب خوب تمرکز دارد. (LED های عمومی نمی توانند تست هوابندی را پشت سر بگذارند) همانطور که در شکل سمت راست نشان داده شده است, TOP-LED و Side-LED برای پخش چسب مناسب هستند. بسته بندی توزیع دستی به سطح بالایی از عملیات نیاز دارد (مخصوصا برای LED های نور سفید). مشکل اصلی کنترل میزان توزیع است, زیرا اپوکسی در حین استفاده غلیظ می شود. توزیع LED های نور سفید نیز مشکل بارش فسفر را دارد که باعث تفاوت رنگ نور می شود..

(10). کپسولاسیون چسب

محصور شدن لامپ-LED شکل کپسوله سازی را می پذیرد. فرآیند کپسوله‌سازی به این صورت است که ابتدا اپوکسی مایع به داخل حفره قالب‌گیری LED تزریق می‌شود, سپس براکت LED فشرده شده را وارد کنید, آن را در فر قرار دهید تا اپوکسی سفت شود, و سپس LED را از حفره خارج کنید تا شکل بگیرد.

(11). بسته بندی قالبی

براکت LED فشرده شده را در داخل قالب قرار دهید, قالب های بالا و پایین را با پرس هیدرولیک ببندید و آنها را تخلیه کنید.

اپوکسی جامد را در ورودی کانال تزریق قرار دهید, آن را گرم کنید, و با فشار میله هیدرولیک داخل کانال قالب فشار دهید. اپوکسی در امتداد کانال وارد هر شیار قالب گیری LED می شود و جامد می شود.

(12). پخت و پس از پخت

کیورینگ به پخت اپوکسی محصور شده اشاره دارد. شرایط کلی پخت اپوکسی 135 درجه سانتیگراد برای 1 ساعت. بسته بندی قالب گیری شده به طور کلی در دمای 150 درجه سانتیگراد است 4 دقیقه.

(13). پس از پخت

هدف از پخت این است که اپوکسی را به طور کامل پخته کرده و LED را از نظر حرارتی پیر کند. پس کیورینگ برای بهبود استحکام اتصال بین اپوکسی و براکت بسیار مهم است (PCB). شرایط عمومی 120 ℃ برای 4 ساعت با شما تماس خواهد گرفت.

(14). برش و خرد کردن

از آنجایی که LED ها به هم متصل هستند (نه به صورت جداگانه) در طول تولید, LED های محصور شده لامپ از برش برای برش دنده های اتصال براکت LED استفاده می کنند. SMD-LED روی برد PCB قرار دارد, و برای تکمیل کار جداسازی به یک دستگاه تاس زنی نیاز است. (15). تست کردن

پارامترهای فوتوالکتریک LED را تست کنید, ابعاد خارجی را بررسی کنید, و محصولات LED را بر اساس نیاز مشتری مرتب کنید.

(16). بسته بندی

محصولات نهایی را بشمارید و بسته بندی کنید. LED های بسیار روشن نیاز به بسته بندی ضد الکتریسیته ساکن دارند.