LED լամպերի մասնագիտական ​​գիտելիքներ

Ինչ է LED- ը?

LED-ն անգլերենով լույս արձակող դիոդ է, որը կիսահաղորդչային պինդ լուսարձակող սարք է. Որպես լուսարձակող նյութեր այն օգտագործում է պինդ կիսահաղորդչային չիպեր. Երբ առաջ լարումը կիրառվում է երկու ծայրերում, կիսահաղորդիչի կրիչները վերամիավորվում են՝ առաջացնելով ֆոտոնների արտանետում և առաջացնել լույս. LED-ը կարող է ուղղակիորեն կարմիր արձակել, դեղին, կապույտ, կանաչ, ցիան, նարնջագույն, մանուշակագույն, և սպիտակ լույս. Առաջին կոմերցիոն դիոդը արտադրվել է մ 1960. Դրա հիմնական կառուցվածքը էլեկտրալյումինեսցենտ կիսահաղորդչային նյութի մի կտոր է, տեղադրված է դարակի վրա՝ կապարներով, և այնուհետև փակվել էպոքսիդային խեժով` ներքին միջուկի մետաղալարը պաշտպանելու համար, այնպես որ LED-ն ունի լավ սեյսմակայունություն. 2. Ինչու է LED չորրորդ սերնդի լույսի աղբյուրը (կանաչ լուսավորություն )?

Դասակարգումը էլեկտրական լույսի աղբյուրների լուսարձակող մեխանիզմով:

Առաջին սերնդի լույսի աղբյուրներ: ռեզիստորային լույս արձակող, ինչպիսիք են շիկացած լամպերը.

Երկրորդ սերնդի լույսի աղբյուրներ: աղեղ և գազային լույս արձակող, ինչպիսիք են նատրիումի լամպերը.

Երրորդ սերնդի լույսի աղբյուրներ: ֆոսֆոր լույս արձակող, ինչպիսիք են լյումինեսցենտային լամպերը.

Չորրորդ սերնդի լույսի աղբյուրներ: պինդ վիճակում գտնվող չիպային լույս արձակող, ինչպիսիք են LED-ները.

Որո՞նք են լուսադիոդների լույսի արձակման մեխանիզմները և աշխատանքի սկզբունքները?

Լուսարձակող դիոդները պատրաստված են III-IV խմբի միացություններից, ինչպիսիք են GaAs-ը (գալիումի արսենիդ), GaP (գալիումի ֆոսֆիդ), GaAsP (գալիումի արսենիդ ֆոսֆիդ) և այլ կիսահաղորդիչներ, և դրանց միջուկը PN հանգույց է. Հետեւաբար, այն ունի ընդհանուր P-N հանգույցի I-N բնութագրերը, այսինքն, առաջ անցում, հակադարձ անջատում, և տրոհման բնութագրերը. Բացի այդ, որոշակի պայմաններում, այն ունի նաև լուսարձակող հատկություններ. Առջևի լարման տակ, էլեկտրոնները N շրջանից ներարկվում են P շրջան, իսկ P շրջանից անցքեր են ներարկվում N շրջան. Փոքրամասնությունների կրողների մի մասը (փոքրամասնությունների փոխադրողներ) որոնք մտնում են մյուս տարածքը վերամիավորվում են մեծամասնության կրիչների հետ (մեծամասնության կրողներ) լույս արձակել.

Որոնք են LED- ի օպտիկական հատկությունները?

(1) LED-ի արձակած լույսը ոչ միագույն է, ոչ էլ լայնաշերտ, բայց հավասարակշռություն երկուսի միջև.

(2) LED լույսի աղբյուրը նման է կետային լույսի աղբյուրին, բայց ոչ կետային լույսի աղբյուրին.

(3) LED-ի արձակած լույսի գույնը տարբերվում է տարածական ուղղությունից.

(4) LED-ի միացման ջերմաստիճանը մշտական ​​հոսանքի պայմաններում խիստ ազդում է առաջընթաց լարման VF-ի վրա.

Որո՞նք են LED-ի կառուցման տարբեր եղանակները?

LED-ները տարբեր գույների պատճառով ունեն տարբեր քիմիական բաղադրություն:

Օրինակ, կարմիր: ալյումին-ինդիում-գալիում-ֆոսֆիդ

Կանաչ և կապույտ: ինդիում-գալիում-նիտրիդ

Սպիտակ և այլ գույները ստացվում են RGB երեք հիմնական գույները համապատասխան համամասնություններով խառնելով. LED-ի արտադրության գործընթացը նման է կիսահաղորդիչներին, բայց մշակման ճշգրտությունն այնքան էլ լավ չէ, որքան կիսահաղորդիչներին, իսկ ընթացիկ արժեքը դեռ համեմատաբար բարձր է.

Որո՞նք են տարբեր գույների ալիքի երկարությունները?

Չինաստանում մի քանի հաճախ օգտագործվող գերպայծառ LED-ների սպեկտրալ ալիքի երկարության բաշխումը 460-636 նմ է:, իսկ ալիքի երկարությունները կապույտ են, կանաչ, դեղին-կանաչ, դեղին, դեղին-նարնջագույն, իսկ կարմիրը կարճից երկար. Մի քանի ընդհանուր գունավոր LED-ների բնորոշ գագաթնակետային ալիքների երկարություններն են:

Կապույտ – 470նմ,

Կապույտ-կանաչ – 505նմ,

Կանաչ – 525նմ,

Դեղին – 590նմ,

Նարնջագույն – 615նմ,

Կարմիր – 625նմ.

Որոնք են LED- ի փաթեթավորման մեթոդները?

Փաթեթավորման մեթոդ:

(1) Փին-տիպ (Լամպ) LED փաթեթավորում,

(2) Մակերեւութային ամրացում (SMD) տեսակը ( SMT-LED) փաթեթավորում,

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

(4) System-in-Pack (SiP) LED փաթեթավորում

(5) Վաֆլի միացում և չիպային կապ.

Որոնք են LED- ի դասակարգման մեթոդները?

1. Ըստ լուսարձակող խողովակի գույնի

Ըստ լուսարձակող խողովակի գույնի, այն կարելի է բաժանել կարմիրի, նարնջագույն, կանաչ (հետագայում բաժանվում է դեղնականաչի, ստանդարտ կանաչ և մաքուր կանաչ), կապույտ լույս, և այլն. Բացի այդ, որոշ լուսարձակող դիոդներ պարունակում են երկու կամ երեք գույնի չիպեր.

Համաձայն լուսարձակող դիոդը ցրող նյութով, թե ոչ, և արդյոք այն գունավոր է, թե անգույն, Տարբեր գույների վերը նշված լուսարձակող դիոդները նույնպես կարելի է բաժանել չորս տեսակի: գունավոր թափանցիկ, անգույն թափանցիկ, գունավոր ցրում և անգույն ցրում. Ցրման տիպի լուսարձակող դիոդներ և օգտագործվում են որպես ցուցիչ լույսեր.

2. Ըստ լուսարձակող խողովակի լուսարձակող մակերեսի բնութագրերի

Ըստ լուսարձակող խողովակի լուսարձակող մակերեսի բնութագրերի, այն կարելի է բաժանել կլոր լամպերի, քառակուսի լամպեր, ուղղանկյուն լամպեր, մակերեսային լույս արտանետող խողովակներ, կողային խողովակներ, մակերեսի վրա տեղադրված միկրո խողովակներ, և այլն. Շրջանաձև լամպերը դասակարգվում են φ2 մմ, φ4.4 մմ, φ5 մմ, φ8 մմ, φ10 մմ և φ20 մմ ըստ տրամագծերի. Օտար երկրներում, φ3 մմ LED-ները սովորաբար գրանցվում են որպես T-1; φ5 մմ որպես T-1(3/4); և φ4.4 մմ որպես T-1(1/4). Կիսարժեքի անկյունը կարող է օգտագործվել շրջանաձև լուսավորության ինտենսիվության անկյունային բաշխումը գնահատելու համար. Լուսավոր ինտենսիվության անկյունային բաշխման հիման վրա կան երեք տեսակ:

(1) Բարձր ուղղորդում. Ընդհանրապես, դա սրածայր էպոքսիդային փաթեթ է կամ մետաղական ռեֆլեկտիվ խոռոչով փաթեթ, և ցրող նյութ չի ավելացվում. Կիսարժեքի անկյունը 5°~20° է կամ ավելի քիչ, բարձր ուղղորդությամբ. Այն կարող է օգտագործվել որպես տեղական լուսավորության աղբյուր, կամ օգտագործվում է լույսի դետեկտորի հետ համատեղ՝ ավտոմատ հայտնաբերման համակարգ ձևավորելու համար.

(2) Ստանդարտ տեսակ. Սովորաբար օգտագործվում է որպես ցուցիչ լույս, դրա կիսարժեք անկյունը 20°~45° է.

(3) Ցրման տեսակը. Սա ցուցիչ լույս է ավելի մեծ դիտման անկյունով, 45°-90° կամ ավելի կիսարժեք անկյուն, և ավելի մեծ քանակությամբ ցրող նյութ.

3. Ըստ լուսադիոդի կառուցվածքի

Ըստ լուսադիոդի կառուցվածքի, կան լրիվ epoxy encapsulation, մետաղական հիմքով էպոքսիդային պարկուճ, կերամիկական հիմքի էպոքսիդային և ապակե պարկուճ.

4. Ըստ լուսային ինտենսիվության և աշխատանքային հոսանքի

Ըստ լուսային ինտենսիվության և աշխատանքային հոսանքի, կան սովորական պայծառության լուսադիոդներ (լուսավոր ինտենսիվություն>10mcd); գերբարձր պայծառության լուսադիոդներ (լուսավոր ինտենսիվություն<100mcd); միջեւ լուսավոր ինտենսիվությունը 10 իսկ 100 մկդ կոչվում է Բարձր պայծառության լուսարձակող դիոդ. Ընդհանուր LED-ի աշխատանքային հոսանքը տասնյակ մԱ-ի և տասնյակ մԱ-ի միջև է, մինչդեռ ցածր ընթացիկ LED-ի աշխատանքային հոսանքը ստորև է 2 մա (պայծառությունը նույնն է, ինչ սովորական լույս արձակող խողովակի պայծառությունը).

Բացի վերը նշված դասակարգման մեթոդներից, Կան նաև դասակարգման մեթոդներ՝ ըստ չիպային նյութի և գործառույթի.

Որո՞նք են LED-ի արտադրության գործընթացի քայլերը?

1. Գործընթացը:

ա) Մաքրում: Օգտագործեք PCB-ի կամ LED բրա ուլտրաձայնային մաքրում և չորացում.

բ) Մոնտաժում: Պատրաստեք արծաթե սոսինձ LED խողովակի միջուկի ստորին էլեկտրոդի վրա (մեծ վաֆլի) և ընդլայնել այն. Տեղադրեք ընդլայնված խողովակի միջուկը (մեծ վաֆլի) բյուրեղյա սեղանի վրա. Օգտագործեք բյուրեղյա գրիչ՝ խողովակի միջուկը մեկ առ մեկ տեղադրելու համար PCB-ի կամ LED բրա համապատասխան բարձիկի վրա մանրադիտակի տակ:, և այնուհետև սինթրեք՝ արծաթե սոսինձը ամրացնելու համար.

գ) Ճնշման եռակցում: Օգտագործեք ալյումինե մետաղալարով կամ ոսկե մետաղալարով եռակցման մեքենա՝ էլեկտրոդը LED խողովակի միջուկին միացնելու համար՝ որպես ընթացիկ ներարկման կապար. LED-ն ուղղակիորեն տեղադրված է PCB-ի վրա, ընդհանուր առմամբ օգտագործելով ալյումինե մետաղալարերի եռակցման մեքենա. (Սպիտակ լույսի TOP-LED պատրաստելու համար անհրաժեշտ է ոսկե մետաղալարով եռակցման մեքենա)

դ) Փաթեթավորում: Օգտագործեք էպոքսիդ՝ լուսադիոդային միջուկը և եռակցման մետաղալարերը պաշտպանելու համար՝ բաշխման միջոցով. PCB տախտակի վրա բաշխումը խիստ պահանջներ է պարունակում կոլոիդի ձևի վերաբերյալ՝ ամրացումից հետո, որն ուղղակիորեն կապված է պատրաստի հետևի լույսի աղբյուրի պայծառության հետ. Այս գործընթացը ստանձնելու է նաև ֆոսֆորի բաշխման խնդիրը (սպիտակ լույս LED).

ե) Եռակցում: Եթե ​​հետևի լույսի աղբյուրը SMD-LED է կամ այլ փաթեթավորված LED, LED-ը պետք է եռակցվի PCB տախտակին մինչև հավաքման գործընթացը.

զ) Ֆիլմի կտրում: Օգտագործեք դակիչ մեքենա՝ տարբեր դիֆուզիոն թաղանթներ կտրելու համար, արտացոլող ֆիլմեր, և այլն. անհրաժեշտ է հետևի լույսի աղբյուրի համար.

է) ժողով: Ըստ գծագրի պահանջների, ձեռքով տեղադրել լույսի աղբյուրի տարբեր նյութեր ճիշտ դիրքում.

հ) Փորձարկում: Ստուգեք, թե արդյոք լավ են լուսային լույսի աղբյուրի ֆոտոէլեկտրական պարամետրերը և լույսի միատեսակությունը.

2. LED փաթեթավորման խնդիրը

արտաքին կապարը միացնելն է LED չիպի էլեկտրոդին, պաշտպանել LED չիպը միաժամանակ, և դեր խաղալ լույսի արդյունահանման արդյունավետության բարելավման գործում. Հիմնական գործընթացները մոնտաժվում են, սեղմում և փաթեթավորում.

3. LED փաթեթավորման ձև

LED փաթեթավորման ձևերը, կարելի է ասել, բազմազան են, հիմնականում ըստ կիրառական տարբեր սցենարների՝ համապատասխան արտաքին չափսերով, ջերմության ցրման միջոցառումներ և լույսի ելքային էֆեկտներ. LED-ները դասակարգվում են Lamp-LED-ի, TOP-LED, Կողմնակի LED, SMD-LED, Բարձր հզորության LED, և այլն. ըստ փաթեթավորման ձևերի.

4. LED փաթեթավորման գործընթացի հոսքը

5. Փաթեթավորման գործընթացի նկարագրությունը

(1). Չիպի ստուգում

Մանրադիտակային զննում: արդյոք կա մեխանիկական վնաս և փոսեր (lockhill) նյութի մակերեսին, արդյոք չիպի չափը և էլեկտրոդի չափը համապատասխանում են գործընթացի պահանջներին, և արդյոք էլեկտրոդի նախշը ամբողջական է.

(2). Չիպի ընդլայնում

Քանի որ LED չիպերը դեռ սերտորեն դասավորված են, և հեռավորությունը շատ փոքր է (մոտ 0,1 մմ) խորանարդի կտրումից հետո, դա չի նպաստում հետագա գործընթացի գործարկմանը. Մենք օգտագործում ենք թաղանթային ընդլայնիչ՝ կապակցված չիպի թաղանթն ընդլայնելու համար, այնպես, որ LED չիպի հեռավորությունը ձգվում է մոտ 0,6 մմ. Կարող է օգտագործվել նաև ձեռքով ընդլայնում, բայց հեշտ է խնդիրներ առաջացնել, ինչպիսիք են չիպերի ընկնելը և թափոնները.

(3). Սոսինձի բաշխում

Կիրառեք արծաթե սոսինձ կամ մեկուսիչ սոսինձ լուսադիոդային բրա համապատասխան դիրքում. (GaAs և SiC հաղորդիչ ենթաշերտերի համար, կարմիր, դեղին, և դեղնականաչ չիպսեր՝ հետևի էլեկտրոդներով, օգտագործվում է արծաթե սոսինձ. Կապույտ և կանաչ լուսադիոդային չիպերի համար՝ շափյուղա մեկուսացնող ենթաշերտերով, Մեկուսիչ սոսինձ օգտագործվում է չիպսերը ամրացնելու համար:) Գործընթացի դժվարությունը կայանում է նրանում, որ վերահսկվում է սոսնձի տարածման քանակությունը. Կան կոլոիդի բարձրության և սոսինձի տարածման վայրի վերաբերյալ գործընթացի մանրամասն պահանջներ. Քանի որ արծաթե սոսինձը և մեկուսիչ սոսինձը խիստ պահանջներ ունեն պահպանման և օգտագործման համար, արթնանալը, խառնելով, և արծաթե սոսինձի օգտագործման ժամանակը բոլոր հարցերն են, որոնց պետք է ուշադրություն դարձնել գործընթացում.

(4). Սոսինձի պատրաստում

Ի տարբերություն սոսինձ բաժանելու, սոսինձի պատրաստումը սոսնձի պատրաստման մեքենա օգտագործելն է՝ լուսադիոդի հետևի էլեկտրոդին նախ արծաթե սոսինձ քսելու համար։, և այնուհետև տեղադրեք լուսադիոդը արծաթե սոսինձով հետևի մասում LED բրա վրա. Սոսինձի պատրաստման արդյունավետությունը շատ ավելի բարձր է, քան սոսինձը, բայց ոչ բոլոր ապրանքներն են հարմար սոսնձի պատրաստման գործընթացի համար.

(5). Ձեռքով ծակել

Տեղադրեք ընդլայնված LED չիպը (սոսինձով կամ առանց) ծակող սեղանի ամրացման վրա, տեղադրեք լուսադիոդային փակագիծը հարմարանքի տակ, և ասեղով ծակեք LED չիպերը մանրադիտակի տակ մեկ առ մեկ դեպի համապատասխան դիրքը. Համեմատած ավտոմատ տեղադրման հետ, Ձեռքով ծակելը ունի առավելություն, որ ցանկացած պահի հեշտ է փոխարինել տարբեր չիպսեր, որը հարմար է մի քանի չիպերի տեղադրման կարիք ունեցող ապրանքների համար.

(6). Ավտոմատ տեղադրում

Ավտոմատ մոնտաժը իրականում համատեղում է սոսինձի բաժանման և չիպերի տեղադրման երկու քայլերը. Առաջին, արծաթե սոսինձ (մեկուսիչ սոսինձ) կիրառվում է LED բրա վրա, և այնուհետև լուսադիոդային չիպը ներծծվում և վակուումային վարդակով տեղափոխվում է դիրք, այնուհետև տեղադրվում է համապատասխան փակագծի դիրքում. The main process of automatic mounting is to be familiar with the equipment operation programming, and at the same time adjust the glue dispensing and installation accuracy of the equipment. When choosing the nozzle, try to use bakelite nozzles to prevent damage to the surface of the LED chip, especially blue and green chips must be made of bakelite. Because the steel nozzle will scratch the current diffusion layer on the surface of the chip.

(7). Sintering

The purpose of sintering is to solidify the silver glue. Sintering requires temperature monitoring to prevent batch defects. The temperature of silver glue sintering is generally controlled at 150℃ and the sintering time is 2 ժամեր. According to actual conditions, it can be adjusted to 170℃ for 1 hour. The insulating glue is generally 150℃ for 1 hour. Արծաթի սոսինձի սինթրեման վառարանը պետք է բացվի ամեն անգամ 2 ժամեր (կամ 1 hour) փոխարինել սինթրած արտադրանքը՝ ըստ գործընթացի պահանջների. Այն չպետք է բացվի ըստ ցանկության մեջտեղում. Պղտորման վառարանը չպետք է օգտագործվի այլ նպատակներով՝ աղտոտումը կանխելու համար.

(8). Մամուլի զոդում

Մամուլի եռակցման նպատակն է էլեկտրոդը տանել LED չիպին և ավարտել արտադրանքի ներքին և արտաքին կապարների միացումը:. Գոյություն ունեն երկու տեսակի LED մամլիչ եռակցման գործընթացներ: ոսկու մետաղալարով գնդիկավոր զոդում և ալյումինե մետաղալարով եռակցում. Ճիշտ նկարը ցույց է տալիս ալյումինե մետաղալարերի եռակցման գործընթացը. Առաջին, սեղմեք LED չիպի էլեկտրոդի առաջին կետը, այնուհետև ալյումինե մետաղալարը քաշեք համապատասխան փակագծի վերևին, սեղմեք երկրորդ կետը, ապա կոտրեք ալյումինե մետաղալարը. 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 (aluminum) wire material, ultrasonic power, pressure welding pressure, selection of splitter (steel nozzle), movement trajectory of splitter (steel nozzle), և այլն. (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). Glue dispensing LED packaging mainly includes glue dispensing, potting, and molding. Basically, the difficulties in process control are bubbles, multiple missing materials, and black spots. The design mainly focuses on the selection of materials and the selection of epoxy and brackets with good combination. (General LEDs cannot pass the airtightness test) As shown in the right figure, TOP-LED and Side-LED are suitable for glue dispensing. Manual dispensing packaging requires a high level of operation (especially for white light LEDs). The main difficulty is to control the amount of dispensing, because the epoxy will thicken during use. The dispensing of white light LEDs also has the problem of phosphor precipitation causing light color difference.

(10). Glue encapsulation

Lamp-LED encapsulation adopts the form of encapsulation. The encapsulation process is to first inject liquid epoxy into the LED molding cavity, then insert the pressed LED bracket, put it in an oven to let the epoxy solidify, and then remove the LED from the cavity to form it.

(11). Molded packaging

Put the pressed LED bracket in Put it into the mold, close the upper and lower molds with a hydraulic press and evacuate them.

Put the solid epoxy into the entrance of the injection channel, heat it, and press it into the mold channel with a hydraulic push rod. The epoxy enters each LED molding groove along the channel and solidifies.

(12). Curing and post-curing

Curing refers to the curing of the encapsulated epoxy. The general epoxy curing conditions are 135℃ for 1 hour. The molded package is generally at 150℃ for 4 րոպե.

(13). Post-curing

The purpose of curing is to fully cure the epoxy and thermally age the LED. Post-curing is very important for improving the bonding strength between the epoxy and the bracket (PCB). The general conditions are 120℃ for 4 ժամեր.

(14). Cutting and dicing

Since LEDs are connected together (not individually) during production, Lamp encapsulated LEDs use cutting to cut off the connecting ribs of the LED bracket. SMD-LED is on a PCB board, and a dicing machine is needed to complete the separation work. (15). Փորձարկում

Test the photoelectric parameters of LED, check the external dimensions, and sort the LED products according to customer requirements.

(16). Փաթեթավորում

Count and package the finished products. Ultra-bright LEDs require anti-static packaging.