YUANNENGJI Kas ir LED?
LED ir Light Emitting Diode angļu valodā, kas ir pusvadītāju cieto gaismu izstarojoša ierīce. Tas izmanto cieto pusvadītāju mikroshēmas kā gaismu izstarojošus materiālus. Kad abos galos tiek pielikts priekšējais spriegums, nesēji pusvadītājā rekombinējas, lai izraisītu fotonu emisiju un radītu gaismu. LED var tieši izstarot sarkanu, dzeltens, zils, zaļš, ciāna, oranža, violets, un balta gaisma. gadā tika ražota pirmā komerciālā diode 1960. Tā pamatstruktūra ir elektroluminiscējoša pusvadītāju materiāla gabals, novietots uz plaukta ar vadiem, un pēc tam aizzīmogots ar epoksīda sveķiem, lai aizsargātu iekšējo serdes vadu, tāpēc LED ir laba seismiskā pretestība. 2. Kāpēc LED ir ceturtās paaudzes gaismas avots (zaļš apgaismojums )?
Elektrisko gaismas avotu klasifikācija pēc gaismas izstarojošā mehānisma:
Pirmās paaudzes gaismas avoti: gaismas rezistoru, piemēram, kvēlspuldzes.
Otrās paaudzes gaismas avoti: loka un gāzes gaismu izstarojošas, piemēram, nātrija lampas.
Trešās paaudzes gaismas avoti: fosfora gaismu izstarojošas, piemēram, dienasgaismas spuldzes.
Ceturtās paaudzes gaismas avoti: cietvielu mikroshēma, kas izstaro gaismu, piemēram, gaismas diodes.
Kādi ir gaismas diožu gaismas izstarošanas mehānismi un darbības principi?
Gaismas diodes ir izgatavotas no III-IV grupas savienojumiem, piemēram, GaAs (gallija arsenīds), GaP (gallija fosfīds), GaAsP (gallija arsenīda fosfīds) un citi pusvadītāji, un to kodols ir PN krustojums. Tāpēc, tam ir vispārēja P-N krustojuma I-N raksturlielumi, tas ir, vadīšana uz priekšu, apgrieztā nogriešana, un sadalījuma īpašības. Turklāt, noteiktos apstākļos, tai ir arī gaismu izstarojošas īpašības. Zem tiešā sprieguma, elektroni tiek ievadīti no N apgabala P reģionā, un caurumi tiek ievadīti no P apgabala N reģionā. Daļa mazākuma pārvadātāju (mazākuma pārvadātāji) kas nonāk citā apgabalā, rekombinējas ar lielāko daļu nesēju (lielākā daļa pārvadātāju) izstarot gaismu.
Kādas ir LED optiskās īpašības?
(1) LED izstarotā gaisma nav ne vienkrāsaina, ne platjoslas, bet līdzsvars starp abiem.
(2) LED gaismas avots ir līdzīgs punktveida gaismas avotam, bet ne punktveida gaismas avotam.
(3) LED izstarotās gaismas krāsa mainās atkarībā no telpiskā virziena.
(4) Gaismas diodes savienojuma temperatūra pastāvīgās strāvas režīmā spēcīgi ietekmē tiešo spriegumu VF.
Kādi ir dažādi LED konstruēšanas veidi?
Gaismas diodēm ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs to atšķirīgo krāsu dēļ:
Piemēram, sarkans: alumīnija-indija-gallija-fosfīds
Zaļa un zila: indija-gallija-nitrīds
Baltā un citas krāsas tiek iegūtas, sajaucot trīs pamatkrāsas RGB atbilstošās proporcijās. LED ražošanas process ir līdzīgs pusvadītāju ražošanas procesam, bet apstrādes precizitāte nav tik laba kā pusvadītājiem, un pašreizējās izmaksas joprojām ir salīdzinoši augstas.
Kādi ir dažādu krāsu viļņu garumi?
Vairāku Ķīnā plaši izmantoto īpaši spilgto gaismas diožu spektrālā viļņa garuma sadalījums ir 460-636 nm, un viļņu garumi ir zili, zaļš, dzeltenzaļa, dzeltens, dzelteni oranžs, un sarkans no īsa līdz garam. Vairāku parasto krāsu gaismas diožu tipiskie maksimālā viļņa garumi ir:
Zils – 470nm,
Zils-zaļš – 505nm,
Zaļš – 525nm,
Dzeltens – 590nm,
Oranžs – 615nm,
Sarkans – 625nm.
Kādas ir LED iepakošanas metodes?
Iepakošanas metode:
(1) Piespraudes veids (Lampa) LED iepakojums,
(2) Virsmas stiprinājums (SMD) veids ( SMT-LED) iepakojums,
(3) Mikroshēma uz kuģa (COB) LED iepakojums,
(4) Sistēma komplektā (SiP) LED iepakojums
(5) Vafeļu līmēšana un mikroshēmu līmēšana.
Kādas ir LED klasifikācijas metodes?
1. Atbilstoši gaismu izstarojošās caurules krāsai
Atbilstoši gaismu izstarojošās caurules krāsai, to var iedalīt sarkanā krāsā, oranža, zaļš (sīkāk iedala dzeltenzaļā krāsā, standarta zaļš un tīri zaļš), zila gaisma, utt. Turklāt, dažas gaismas diodes satur divu vai trīs krāsu mikroshēmas.
Atkarībā no tā, vai gaismas diode ir leģēta ar izkliedes līdzekli vai nē, un vai tas ir krāsains vai bezkrāsains, četros veidos var iedalīt arī augstāk minētās dažādu krāsu gaismas diodes: krāsaini caurspīdīgi, bezkrāsains caurspīdīgs, krāsaina izkliede un bezkrāsaina izkliede. Izkliedes tipa gaismas diodes un tiek izmantotas kā indikatora gaismas.
2. Atbilstoši gaismu izstarojošās caurules gaismu izstarojošās virsmas īpašībām
Atbilstoši gaismu izstarojošās caurules gaismu izstarojošās virsmas īpašībām, to var sadalīt apaļās lampās, kvadrātveida lampas, taisnstūrveida lampas, virsmas gaismu izstarojošās caurules, sānu caurules, uz virsmas montētas mikro caurules, utt. Apļveida lampas tiek klasificētas φ2 mm, φ4,4 mm, φ5 mm, φ8 mm, φ10mm un φ20mm atbilstoši to diametram. Ārzemēs, φ3 mm gaismas diodes parasti tiek ierakstītas kā T-1; φ5 mm kā T-1(3/4); un φ4,4 mm kā T-1(1/4). Pusvērtības leņķi var izmantot, lai novērtētu apļveida gaismas intensitātes leņķisko sadalījumu. Ir trīs veidi, kuru pamatā ir gaismas intensitātes leņķiskais sadalījums:
(1) Augsta virzība. Parasti, tas ir smails epoksīda iepakojums vai iepakojums ar metāla atstarojošu dobumu, un nav pievienots izkliedētājs. Pusvērtības leņķis ir 5°–20° vai mazāks, ar augstu virzību. To var izmantot kā vietējo apgaismojuma avotu, vai izmanto kopā ar gaismas detektoru, lai izveidotu automātisku noteikšanas sistēmu.
(2) Standarta tips. Parasti izmanto kā indikatoru, tā pusvērtības leņķis ir 20°～45°.
(3) Izkliedes veids. Šis ir indikators ar lielāku skata leņķi, pusvērtības leņķis 45°–90° vai vairāk, un lielāku daudzumu izkliedējošās vielas.
3. Atbilstoši gaismas diodes uzbūvei
Atbilstoši gaismas diodes uzbūvei, ir pilna epoksīda iekapsulēšana, epoksīda iekapsulēšana uz metāla bāzes, keramikas bāzes epoksīda iekapsulēšana un stikla iekapsulēšana.
4. Atbilstoši gaismas intensitātei un darba strāvai
Atbilstoši gaismas intensitātei un darba strāvai, ir parastas spilgtuma gaismas diodes (gaismas intensitāte>10mcd); īpaši augstas spilgtuma gaismas diodes (gaismas intensitāte<100mcd); gaismas intensitāte starp 10 un 100mcd sauc par augsta spilgtuma gaismas diodi. Vispārējās gaismas diodes darba strāva ir no desmitiem mA līdz desmitiem mA, kamēr zemas strāvas gaismas diodes darba strāva ir zemāka 2 mA (spilgtums ir tāds pats kā parastajai gaismu izstarojošajai caurulei).
Papildus iepriekš minētajām klasifikācijas metodēm, ir arī klasifikācijas metodes pēc mikroshēmas materiāla un funkcijas.
Kādi ir LED ražošanas procesa posmi?
1. Process:
a) Tīrīšana: Izmantojiet PCB vai LED kronšteina ultraskaņas tīrīšanu un žāvēšanu.
b) Montāža: Sagatavojiet sudraba līmi uz LED caurules serdes apakšējā elektroda (liela vafele) un paplašināt to. Novietojiet paplašināto caurules serdi (liela vafele) uz kristāla galda. Izmantojiet kristāla pildspalvu, lai mikroskopā uzstādītu caurules serdi pa vienam uz atbilstošā PCB vai LED kronšteina paliktņa, un pēc tam saķepiniet, lai sacietētu sudraba līmi.
c) Spiediena metināšana: Izmantojiet alumīnija stieples vai zelta stieples metināšanas iekārtu, lai savienotu elektrodu ar LED caurules serdi kā vadu strāvas ievadīšanai. LED ir tieši uzstādīts uz PCB, parasti izmanto alumīnija stiepļu metināšanas iekārtu. (Lai izgatavotu baltu gaismu TOP-LED, ir nepieciešama zelta stiepļu metināšanas iekārta)
d) Iepakojums: Izmantojiet epoksīdu, lai aizsargātu LED serdi un metināšanas stiepli, izmantojot dozēšanu. Izdalīšanai uz PCB plātnes ir stingras prasības attiecībā uz koloīda formu pēc sacietēšanas, kas ir tieši saistīts ar gatavā fona apgaismojuma avota spilgtumu. Šajā procesā tiks veikta arī fosfora izdalīšana (baltas gaismas LED).
e) Metināšana: Ja fona apgaismojuma avots ir SMD-LED vai cita komplektā iekļauta LED, LED pirms montāžas procesa ir jāpiemetina pie PCB plates.
f) Plēves griešana: Izmantojiet štancēšanas mašīnu, lai izgrieztu dažādas difūzijas plēves, atstarojošās plēves, utt. nepieciešams fona apgaismojuma avotam.
g) Montāža: Saskaņā ar zīmējuma prasībām, manuāli uzstādiet dažādus fona apgaismojuma avota materiālus pareizajā pozīcijā.
h) Testēšana: Pārbaudiet, vai fona apgaismojuma avota fotoelektriskie parametri un gaismas vienmērīgums ir labi.
2. LED iepakojuma uzdevums
ir savienot ārējo vadu ar LED mikroshēmas elektrodu, vienlaikus aizsargājiet LED mikroshēmu, un tiem ir nozīme gaismas ekstrakcijas efektivitātes uzlabošanā. Galvenie procesi ir montāža, presēšana un iepakošana.
3. LED iepakojuma forma
Var teikt, ka LED iepakojuma formas ir dažādas, galvenokārt saskaņā ar dažādiem pielietojuma scenārijiem ar atbilstošiem ārējiem izmēriem, siltuma izkliedes pasākumi un gaismas jaudas efekti. Gaismas diodes tiek klasificētas Lamp-LED, TOP-LED, Sānu LED, SMD-LED, Lieljaudas LED, utt. atbilstoši iepakojuma formām.
4. LED iepakošanas procesa plūsma
5. Iepakošanas procesa apraksts
(1). Mikroshēmu pārbaude
Mikroskopiskā pārbaude: vai nav mehāniski bojājumi un bedres (lockhill) uz materiāla virsmas, vai mikroshēmas izmērs un elektroda izmērs atbilst procesa prasībām, un vai elektrodu zīmējums ir pilnīgs.
(2). Mikroshēmas paplašināšana
Tā kā LED mikroshēmas joprojām ir cieši izvietotas un atstarpes ir ļoti mazas (apmēram 0,1 mm) pēc sagriešanas kubiņos, tas neveicina turpmākā procesa darbību. Mēs izmantojam plēves paplašinātāju, lai paplašinātu savienotās mikroshēmas plēvi, tā, lai atstatums starp LED mikroshēmu būtu izstiepts līdz aptuveni 0,6 mm. Var izmantot arī manuālo paplašināšanu, taču ir viegli radīt tādas problēmas kā skaidu krišana un atkritumus.
(3). Līmes dozēšana
Uzklājiet sudraba līmi vai izolācijas līmi attiecīgajā LED kronšteina pozīcijā. (GaAs un SiC vadošiem substrātiem, sarkans, dzeltens, un dzeltenzaļas mikroshēmas ar aizmugurējiem elektrodiem, tiek izmantota sudraba līme. Zilām un zaļām LED mikroshēmām ar safīra izolācijas pamatnēm, mikroshēmu nostiprināšanai tiek izmantota izolācijas līme.) Procesa grūtības slēpjas līmes dozēšanas daudzuma kontrolē. Ir detalizētas procesa prasības attiecībā uz koloīda augstumu un līmes dozēšanas vietu. Tā kā sudraba līmei un izolācijas līmei ir stingras prasības uzglabāšanai un lietošanai, pamošanās, maisot, un sudraba līmes lietošanas laiks ir visi jautājumi, kam šajā procesā jāpievērš uzmanība.
(4). Līmes sagatavošana
Atšķirībā no līmes izdalīšanas, līmes sagatavošana ir izmantot līmes sagatavošanas mašīnu, lai vispirms uz LED aizmugures elektroda uzklātu sudraba līmi, un pēc tam uzstādiet LED ar sudraba līmi LED kronšteina aizmugurē. Līmes sagatavošanas efektivitāte ir daudz augstāka nekā līmes izdalīšanas efektivitāte, bet ne visi produkti ir piemēroti līmes sagatavošanas procesam.
(5). Manuāla ieduršana
Novietojiet paplašināto LED mikroshēmu (ar vai bez līmes) uz duršanas galda stiprinājuma, novietojiet LED kronšteinu zem armatūras, un ar adatu caurduriet LED mikroshēmas pa vienai attiecīgajā pozīcijā zem mikroskopa. Salīdzinājumā ar automātisko montāžu, manuālai ieduršanai ir priekšrocība, ka jebkurā laikā ir viegli nomainīt dažādas mikroshēmas, kas ir piemērots produktiem, kuriem nepieciešams uzstādīt vairākas mikroshēmas.
(6). Automātiska montāža
Automātiskā montāža faktiski apvieno divus līmes dozēšanas un skaidu uzstādīšanas posmus. Pirmkārt, sudraba līme (izolācijas līme) tiek uzklāts uz LED kronšteina, un tad LED mikroshēma tiek iesūkta un pārvietota pozīcijā ar vakuuma sprauslu, un pēc tam ievieto attiecīgajā kronšteina pozīcijā. Galvenais automātiskās montāžas process ir iepazīties ar iekārtu darbības programmēšanu, un tajā pašā laikā pielāgot iekārtas līmes dozēšanas un uzstādīšanas precizitāti. Izvēloties sprauslu, mēģiniet izmantot bakelīta sprauslas, lai novērstu LED mikroshēmas virsmas bojājumus, īpaši zilajām un zaļajām skaidiņām jābūt no bakelīta. Tā kā tērauda sprausla saskrāpēs strāvas difūzijas slāni uz mikroshēmas virsmas.
(7). Saķepināšana
Saķepināšanas mērķis ir sudraba līmes sacietēšana. Saķepināšanai nepieciešama temperatūras kontrole, lai novērstu partijas defektus. Sudraba līmes saķepināšanas temperatūra parasti tiek kontrolēta 150 ℃, un saķepināšanas laiks ir 2 stundas. Saskaņā ar faktiskajiem apstākļiem, to var noregulēt līdz 170 ℃ 1 stundu. Izolācijas līme parasti ir 150 ℃ 1 stundu. Sudraba līmes saķepināšanas krāsns ir jāatver katru reizi 2 stundas (vai 1 stundu) aizvietot saķepināto produktu atbilstoši procesa prasībām. To nedrīkst atvērt pēc vēlēšanās vidū. Saķepināšanas krāsni nedrīkst izmantot citiem mērķiem, lai novērstu piesārņojumu.
(8). Preses metināšana
Preses metināšanas mērķis ir novadīt elektrodu uz LED mikroshēmu un pabeigt izstrādājuma iekšējo un ārējo vadu savienošanu.. Ir divu veidu LED presēšanas metināšanas procesi: zelta stiepļu lodveida metināšana un alumīnija stiepļu presmetināšana. Labajā attēlā parādīts alumīnija stiepļu presēšanas metināšanas process. Pirmkārt, nospiediet LED mikroshēmas elektroda pirmo punktu, pēc tam velciet alumīnija stiepli līdz attiecīgā kronšteina augšdaļai, nospiediet otro punktu un pēc tam pārtrauciet alumīnija stiepli. Zelta stiepļu lodīšu metināšanas procesā, pirms pirmā punkta nospiešanas tiek sadedzināta bumba, un pārējais process ir līdzīgs. Spiediena metināšana ir galvenā saikne LED iepakojuma tehnoloģijā. Galvenās lietas, kas ir jāuzrauga procesā, ir zelta stieples arkas forma (alumīnija stieple), lodēšanas savienojuma forma, un spriedzi. Padziļināta spiediena metināšanas procesa izpēte ietver daudzus aspektus, piemēram, zelts (alumīnija) stieples materiāls, ultraskaņas jauda, spiediena metināšanas spiediens, sadalītāja izvēle (tērauda sprausla), sadalītāja kustības trajektorija (tērauda sprausla), utt. (Zemāk redzamais attēls ir mikroskopisks fotoattēls ar lodēšanas savienojumiem, ko vienādos apstākļos nospiež divi dažādi sadalītāji. Abu mikrostruktūrā ir atšķirības, kas ietekmē produkta kvalitāti.) Šeit mēs to neatkārtosim.
(9). Līmes dozēšanas LED iepakojums galvenokārt ietver līmes dozēšanu, podiņos, un formēšana. Būtībā, procesa kontroles grūtības ir burbuļi, vairāki trūkstošie materiāli, un melni plankumi. Dizains galvenokārt koncentrējas uz materiālu izvēli un epoksīda un kronšteinu izvēli ar labu kombināciju. (Vispārējās gaismas diodes nevar izturēt hermētiskuma pārbaudi) Kā parādīts labajā attēlā, TOP-LED un Side-LED ir piemēroti līmes dozēšanai. Manuālajam iepakojumam ir nepieciešama augsta līmeņa darbība (īpaši baltās gaismas LED). Galvenā grūtība ir kontrolēt izdalāmo daudzumu, jo lietošanas laikā epoksīds sabiezēs. Baltās gaismas diožu izdalīšanai ir arī fosfora nokrišņu problēma, kas izraisa gaismas krāsu atšķirības.
(10). Līmes iekapsulēšana
Lampas-LED iekapsulācija pieņem iekapsulēšanas formu. Iekapsulēšanas process ir vispirms šķidrā epoksīda ievadīšana LED formēšanas dobumā, pēc tam ievietojiet nospiesto LED kronšteinu, ielieciet to cepeškrāsnī, lai epoksīds sacietētu, un pēc tam noņemiet LED no dobuma, lai to izveidotu.
(11). Formēts iepakojums
Ievietojiet nospiesto LED kronšteinu Ievietojiet to veidnē, aizveriet augšējo un apakšējo veidni ar hidraulisko presi un iztukšojiet tās.
Ievietojiet cieto epoksīdu injekcijas kanāla ieejā, silda to, un nospiediet to veidnes kanālā ar hidraulisko stumšanas stieni. Epoksīds iekļūst katrā LED veidņu rievā gar kanālu un sacietē.
(12). Sacietēšana un pēccietēšana
Sacietēšana attiecas uz iekapsulētā epoksīda sacietēšanu. Vispārējie epoksīda sacietēšanas apstākļi ir 135 ℃ 1 stundu. Formētā iepakojuma temperatūra parasti ir 150 ℃ 4 minūtes.
(13). Pēccietēšana
Sacietēšanas mērķis ir pilnībā sacietēt epoksīdu un termiski novecot LED. Pēccietēšana ir ļoti svarīga, lai uzlabotu saķeres stiprību starp epoksīdu un kronšteinu (PCB). Vispārējie apstākļi ir 120 ℃ 4 stundas.
(14). Griešana un griešana
Tā kā gaismas diodes ir savienotas kopā (ne individuāli) ražošanas laikā, Lampas iekapsulētās gaismas diodes izmanto griešanu, lai nogrieztu LED kronšteina savienojošās ribas. SMD-LED atrodas uz PCB plates, un, lai pabeigtu atdalīšanas darbu, ir nepieciešama kubiņu griešanas mašīna. (15). Testēšana
Pārbaudiet LED fotoelektriskos parametrus, pārbaudiet ārējos izmērus, un kārtojiet LED produktus atbilstoši klientu prasībām.
(16). Iepakojums
Saskaitiet un iesaiņojiet gatavos produktus. Īpaši spilgtām gaismas diodēm ir nepieciešams antistatisks iepakojums.