YUANNENGJI Apa itu LED?
LED adalah Light Emitting Diode dalam bahasa Inggris, yang merupakan perangkat pemancar cahaya padat semikonduktor. Ia menggunakan chip semikonduktor padat sebagai bahan pemancar cahaya. Ketika tegangan maju diterapkan pada kedua ujungnya, pembawa dalam semikonduktor bergabung kembali untuk menyebabkan emisi foton dan menghasilkan cahaya. LED bisa langsung memancarkan warna merah, kuning, biru, hijau, cyan, oranye, ungu, dan cahaya putih. Dioda komersial pertama diproduksi di 1960. Struktur dasarnya adalah sepotong bahan semikonduktor electroluminescent, ditempatkan di rak dengan timah, dan kemudian disegel dengan resin epoksi di sekelilingnya untuk melindungi kawat inti internal, jadi LED memiliki ketahanan gempa yang baik. 2. Mengapa LED merupakan sumber cahaya generasi keempat (pencahayaan hijau )?
Klasifikasi berdasarkan mekanisme pemancar cahaya sumber cahaya listrik:
Sumber cahaya generasi pertama: resistor pemancar cahaya seperti lampu pijar.
Sumber cahaya generasi kedua: pemancar cahaya busur dan gas seperti lampu natrium.
Sumber cahaya generasi ketiga: pemancar cahaya fosfor seperti lampu neon.
Sumber cahaya generasi keempat: pemancar cahaya chip solid-state seperti LED.
Apa mekanisme pemancaran cahaya dan prinsip kerja LED?
Dioda pemancar cahaya terbuat dari senyawa golongan III-IV, seperti GaA (galium arsenida), Celah (galium fosfida), GaAsP (galium arsenida fosfida) dan semikonduktor lainnya, dan intinya adalah persimpangan PN. Oleh karena itu, ia memiliki karakteristik I-N dari persimpangan P-N umum, yaitu, forward conduction, reverse cutoff, and breakdown characteristics. Selain itu, under certain conditions, it also has light-emitting characteristics. Under forward voltage, electrons are injected from the N region into the P region, and holes are injected from the P region into the N region. A part of the minority carriers (minority carriers) that enter the other area recombine with the majority carriers (majority carriers) to emit light.
Apa sifat optik LED?
(1) The light emitted by LED is neither monochromatic nor broadband, but a balance between the two.
(2) The LED light source is similar to a point light source but not a point light source.
(3) The color of the light emitted by LED varies with the spatial direction.
(4) The junction temperature of the LED under constant current operation strongly affects the forward voltage VF.
Apa sajakah cara berbeda untuk membuat LED?
LED memiliki komposisi kimia yang berbeda karena warnanya yang berbeda:
Misalnya, merah: aluminium-indium-gallium-fosfida
Hijau dan biru: indium-gallium-nitrida
Putih dan warna lainnya dibuat dengan mencampurkan tiga warna primer RGB dalam proporsi yang sesuai. Proses pembuatan LED mirip dengan semikonduktor, tetapi akurasi pemrosesannya tidak sebaik semikonduktor, dan biaya saat ini masih relatif tinggi.
Berapa panjang gelombang berbagai warna?
Distribusi panjang gelombang spektral dari beberapa LED ultra terang yang umum digunakan di Tiongkok adalah 460-636nm, dan panjang gelombangnya berwarna biru, hijau, kuning-hijau, kuning, kuning-oranye, dan merah dari pendek ke panjang. Panjang gelombang puncak khas dari beberapa LED warna yang umum adalah:
Biru – 470Nm,
Biru-hijau – 505Nm,
Hijau – 525Nm,
Kuning – 590Nm,
Oranye – 615Nm,
Merah – 625Nm.
Apa metode pengemasan LED?
Metode pengemasan:
(1) Tipe pin (Lampu) kemasan LED,
(2) Pemasangan permukaan (SMD) jenis ( LED SMT) kemasan,
(3) Chip-on-Board (TONGKOL) DIPIMPIN kemasan,
(4) Sistem-dalam-Paket (Menyesap) kemasan LED
(5) Ikatan wafer dan ikatan chip.
Apa metode klasifikasi LED?
1. Sesuai dengan warna tabung pemancar cahaya
Sesuai dengan warna tabung pemancar cahaya, itu dapat dibagi menjadi merah, oranye, hijau (dibagi lagi menjadi kuning-hijau, hijau standar dan hijau murni), cahaya biru, dll.. Selain itu, beberapa dioda pemancar cahaya mengandung dua atau tiga warna chip.
Menurut apakah dioda pemancar cahaya diolah dengan zat hamburan atau tidak, dan apakah itu berwarna atau tidak berwarna, dioda pemancar cahaya berbagai warna yang disebutkan di atas juga dapat dibagi menjadi empat jenis: berwarna transparan, transparan tidak berwarna, hamburan berwarna dan hamburan tidak berwarna. Dioda pemancar cahaya jenis hamburan dan digunakan sebagai lampu indikator.
2. Menurut karakteristik permukaan pemancar cahaya dari tabung pemancar cahaya
Menurut karakteristik permukaan pemancar cahaya dari tabung pemancar cahaya, itu dapat dibagi menjadi lampu bundar, lampu persegi, lampu persegi panjang, tabung pemancar cahaya permukaan, tabung lateral, tabung mikro yang dipasang di permukaan, dll.. Lampu melingkar diklasifikasikan menjadi φ2mm, φ4.4mm, φ5mm, φ8mm, φ10mm dan φ20mm sesuai dengan diameternya. Di luar negeri, LED φ3mm biasanya dicatat sebagai T-1; φ5mm sebagai T-1(3/4); dan φ4.4mm sebagai T-1(1/4). Sudut setengah nilai dapat digunakan untuk memperkirakan distribusi sudut intensitas cahaya melingkar. Ada tiga jenis berdasarkan distribusi sudut intensitas cahaya:
(1) Direktivitas tinggi. Secara umum, itu adalah paket epoksi runcing atau paket dengan rongga reflektif logam, dan tidak ada agen hamburan yang ditambahkan. Sudut setengah nilai adalah 5°～20° atau kurang, dengan directivity tinggi. Ini dapat digunakan sebagai sumber penerangan lokal, atau digunakan bersama dengan detektor cahaya untuk membentuk sistem deteksi otomatis.
(2) Tipe standar. Biasanya digunakan sebagai lampu indikator, sudut setengah nilainya adalah 20°～45°.
(3) Tipe hamburan. Ini adalah lampu indikator dengan sudut pandang lebih besar, sudut setengah nilai 45°～90° atau lebih, dan jumlah agen hamburan yang lebih besar.
3. Menurut struktur dioda pemancar cahaya
Menurut struktur dioda pemancar cahaya, ada enkapsulasi epoksi penuh, enkapsulasi epoksi dasar logam, enkapsulasi epoksi dasar keramik dan enkapsulasi kaca.
4. Menurut intensitas cahaya dan arus kerja
Menurut intensitas cahaya dan arus kerja, ada LED kecerahan biasa (intensitas cahaya>10mcd); LED kecerahan ultra-tinggi (intensitas cahaya<100mcd); intensitas cahaya antara 10 dan 100mcd disebut dioda pemancar cahaya kecerahan tinggi. Arus kerja LED umum adalah antara puluhan mA dan puluhan mA, sedangkan arus kerja LED arus rendah di bawah 2 mA (kecerahannya sama dengan tabung pemancar cahaya biasa).
Selain metode klasifikasi di atas, ada juga metode klasifikasi berdasarkan bahan chip dan fungsinya.
Apa saja langkah-langkah proses produksi LED?
1. Proses:
A) Pembersihan: Gunakan pembersihan ultrasonik pada braket PCB atau LED dan pengeringan.
B) Pemasangan: Siapkan lem perak pada elektroda bawah inti tabung LED (wafer besar) dan memperluasnya. Tempatkan inti tabung yang diperluas (wafer besar) di atas meja kristal. Gunakan pena kristal untuk memasang inti tabung satu per satu pada bantalan PCB atau braket LED yang sesuai di bawah mikroskop, lalu sinter untuk memadatkan lem perak.
C) Pengelasan tekanan: Gunakan mesin las kawat aluminium atau kawat emas untuk menghubungkan elektroda ke inti tabung LED sebagai kabel injeksi arus. LED langsung dipasang pada PCB, umumnya menggunakan mesin las kawat alumunium. (Mesin las kawat emas diperlukan untuk membuat lampu TOP-LED berwarna putih)
D) Kemasan: Gunakan epoksi untuk melindungi inti LED dan kawat las melalui pengeluaran. Pengeluaran pada papan PCB memiliki persyaratan ketat pada bentuk koloid setelah proses pengawetan, yang berhubungan langsung dengan kecerahan sumber lampu latar yang sudah jadi. Proses ini juga akan menjalankan tugas penyaluran fosfor (lampu LED putih).
e) Pengelasan: Jika sumber lampu latar adalah SMD-LED atau LED kemasan lainnya, LED perlu dilas ke papan PCB sebelum proses perakitan.
F) Pemotongan film: Gunakan mesin pelubang untuk memotong berbagai film difusi, film reflektif, dll.. diperlukan untuk sumber lampu latar.
g) Perakitan: Sesuai dengan persyaratan gambar, pasang secara manual berbagai bahan sumber lampu latar pada posisi yang benar.
H) Pengujian: Periksa apakah parameter fotolistrik dan keseragaman cahaya sumber lampu latar bagus.
2. Tugas pengemasan LED
adalah menghubungkan kabel eksternal ke elektroda chip LED, melindungi chip LED pada saat yang sama, dan berperan dalam meningkatkan efisiensi ekstraksi cahaya. Proses-proses utama sedang meningkat, pengepresan dan pengemasan.
3. Bentuk kemasan LED
Bentuk kemasan LED bisa dikatakan bervariasi, terutama menurut skenario aplikasi yang berbeda dengan dimensi eksternal yang sesuai, langkah-langkah pembuangan panas dan efek keluaran cahaya. LED diklasifikasikan menjadi Lampu-LED, LED ATAS, LED Samping, SMD-LED, LED Daya Tinggi, dll.. sesuai dengan bentuk kemasan.
4. Alur proses pengemasan LED
5. Deskripsi proses pengemasan
(1). Inspeksi chip
Inspeksi mikroskopis: apakah ada kerusakan mekanis dan lubang (bukit kunci) pada permukaan bahan, apakah ukuran chip dan ukuran elektroda memenuhi persyaratan proses, dan apakah pola elektroda sudah lengkap.
(2). Ekspansi chip
Karena chip LED masih tersusun rapat dan jaraknya sangat kecil (sekitar 0,1 mm) setelah dipotong dadu, itu tidak kondusif untuk pengoperasian proses selanjutnya. Kami menggunakan ekspander film untuk memperluas film dari chip yang diikat, sehingga jarak chip LED diregangkan menjadi sekitar 0,6 mm. Ekspansi manual juga dapat digunakan, tetapi mudah menimbulkan masalah seperti jatuhnya chip dan sampah.
(3). Pengeluaran lem
Oleskan lem perak atau lem isolasi ke posisi braket LED yang sesuai. (Untuk substrat konduktif GaAs dan SiC, merah, kuning, dan chip kuning-hijau dengan elektroda belakang, lem perak digunakan. Untuk chip LED biru dan hijau dengan substrat insulasi safir, lem isolasi digunakan untuk memperbaiki keripik.) Kesulitan prosesnya terletak pada pengendalian jumlah pengeluaran lem. Ada persyaratan proses terperinci untuk ketinggian koloid dan lokasi pengeluaran lem. Karena lem perak dan lem isolasi memiliki persyaratan ketat untuk penyimpanan dan penggunaan, bangun tidur, pengadukan, dan waktu penggunaan lem perak merupakan hal-hal yang harus diperhatikan dalam pengerjaannya.
(4). Persiapan lem
Berbeda dengan dispensing lem, Persiapan lem adalah dengan menggunakan mesin persiapan lem untuk mengoleskan lem perak terlebih dahulu ke elektroda belakang LED, lalu pasang LED dengan lem perak di bagian belakang braket LED. Efisiensi persiapan lem jauh lebih tinggi daripada pengeluaran lem, namun tidak semua produk cocok untuk proses pembuatan lem.
(5). Penusukan manual
Tempatkan chip LED yang diperluas (dengan atau tanpa lem) pada perlengkapan meja penusuk, letakkan braket LED di bawah perlengkapan, dan gunakan jarum untuk menusuk chip LED satu per satu ke posisi yang sesuai di bawah mikroskop. Dibandingkan dengan pemasangan otomatis, penusukan manual memiliki keuntungan yaitu mudah untuk mengganti chip yang berbeda kapan saja, yang cocok untuk produk yang perlu memasang banyak chip.
(6). Pemasangan otomatis
Pemasangan otomatis sebenarnya menggabungkan dua langkah yaitu penyaluran lem dan pemasangan chip. Pertama, lem perak (lem isolasi) diterapkan pada braket LED, lalu chip LED disedot dan dipindahkan ke posisi dengan nosel vakum, dan kemudian ditempatkan pada posisi braket yang sesuai. 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 jam. According to actual conditions, it can be adjusted to 170℃ for 1 jam. The insulating glue is generally 150℃ for 1 jam. Oven sintering lem perak harus dibuka setiap kali 2 jam (atau 1 jam) untuk mengganti produk sinter sesuai dengan persyaratan proses. Tidak boleh dibuka sesuka hati di tengah. Oven sintering tidak boleh digunakan untuk tujuan lain untuk mencegah polusi.
(8). Pengelasan tekan
Tujuan dari pengelasan tekan adalah untuk mengarahkan elektroda ke chip LED dan menyelesaikan sambungan kabel internal dan eksternal produk. Ada dua jenis proses pengelasan tekan LED: las bola kawat emas dan las tekan kawat aluminium. Gambar sebelah kanan menunjukkan proses pengelasan kawat aluminium tekan. Pertama, tekan titik pertama pada elektroda chip LED, lalu tarik kawat aluminium ke bagian atas braket yang sesuai, tekan titik kedua lalu putuskan kawat alumuniumnya. 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), dll.. (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). Kemasan LED penyaluran lem terutama mencakup penyaluran lem, pot, dan cetakan. Pada dasarnya, kesulitan dalam pengendalian proses adalah gelembung, beberapa bahan yang hilang, dan bintik hitam. Desainnya terutama berfokus pada pemilihan bahan dan pemilihan epoksi dan braket dengan kombinasi yang baik. (LED umum tidak dapat lulus uji kedap udara) Seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelah kanan, LED TOP dan LED Samping cocok untuk penyaluran lem. Pengemasan pengeluaran manual memerlukan pengoperasian tingkat tinggi (terutama untuk LED cahaya putih). Kesulitan utamanya adalah mengontrol jumlah pengeluaran, karena epoxy akan mengental saat digunakan. Pengeluaran LED cahaya putih juga memiliki masalah pengendapan fosfor yang menyebabkan perbedaan warna cahaya.
(10). Enkapsulasi lem
Enkapsulasi Lampu-LED mengadopsi bentuk enkapsulasi. 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 jam. The molded package is generally at 150℃ for 4 menit.
(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 jam.
(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). Pengujian
Test the photoelectric parameters of LED, check the external dimensions, and sort the LED products according to customer requirements.
(16). Kemasan
Count and package the finished products. Ultra-bright LEDs require anti-static packaging.