YUANNENGJI Apa itu LED?
LED ialah Light Emitting Diod dalam bahasa Inggeris, yang merupakan peranti pemancar cahaya pepejal semikonduktor. Ia menggunakan cip semikonduktor pepejal sebagai bahan pemancar cahaya. Apabila voltan hadapan dikenakan pada kedua-dua hujungnya, pembawa dalam semikonduktor bergabung semula untuk menyebabkan pelepasan foton dan menghasilkan cahaya. LED boleh memancarkan merah secara langsung, kuning, biru, Hijau, sian, oren, ungu, dan cahaya putih. Diod komersial pertama dihasilkan pada 1960. Struktur asasnya ialah sekeping bahan semikonduktor electroluminescent, diletakkan di atas rak dengan petunjuk, dan kemudian dimeterai dengan resin epoksi di sekeliling untuk melindungi wayar teras dalaman, jadi LED mempunyai rintangan seismik yang baik. 2. Mengapa LED merupakan sumber cahaya generasi keempat (lampu hijau )?
Pengelasan oleh mekanisme pemancar cahaya sumber cahaya elektrik:
Sumber cahaya generasi pertama: pemancar cahaya perintang seperti lampu pijar.
Sumber cahaya generasi kedua: arka dan pemancar cahaya gas seperti lampu natrium.
Sumber cahaya generasi ketiga: pemancar cahaya fosfor seperti lampu pendarfluor.
Sumber cahaya generasi keempat: pemancar cahaya cip keadaan pepejal seperti LED.
Apakah mekanisme pemancar cahaya dan prinsip kerja LED?
Diod pemancar cahaya diperbuat daripada sebatian kumpulan III-IV, seperti GaAs (gallium arsenide), GaP (galium fosfida), GaAsP (galium arsenide fosfida) dan semikonduktor lain, dan teras mereka ialah persimpangan PN. Oleh itu, ia mempunyai ciri-ciri I-N bagi simpang P-N am, iaitu, pengaliran hadapan, potong terbalik, dan ciri pecahan. Selain itu, dalam keadaan tertentu, ia juga mempunyai ciri pemancar cahaya. Di bawah voltan hadapan, elektron disuntik dari kawasan N ke kawasan P, dan lubang disuntik dari kawasan P ke kawasan N. Sebahagian daripada pembawa minoriti (pembawa minoriti) yang memasuki kawasan lain bergabung semula dengan pembawa majoriti (pembawa majoriti) untuk mengeluarkan cahaya.
Apakah sifat optik LED?
(1) Cahaya yang dipancarkan oleh LED bukan monokromatik mahupun jalur lebar, tetapi keseimbangan antara keduanya.
(2) Sumber cahaya LED adalah serupa dengan sumber cahaya titik tetapi bukan sumber cahaya titik.
(3) Warna cahaya yang dipancarkan oleh LED berbeza mengikut arah spatial.
(4) Suhu simpang LED di bawah operasi arus malar sangat mempengaruhi voltan hadapan VF.
Apakah cara yang berbeza untuk membina LED?
LED mempunyai komposisi kimia yang berbeza kerana warnanya yang berbeza:
Contohnya, merah: aluminium-indium-gallium-phosphide
Hijau dan biru: indium-gallium-nitrida
Warna putih dan warna lain dibuat dengan mencampurkan tiga warna utama RGB dalam perkadaran yang sesuai. Proses pembuatan LED adalah serupa dengan semikonduktor, tetapi ketepatan pemprosesan tidak sebaik semikonduktor, dan kos semasa masih agak tinggi.
Berapakah panjang gelombang pelbagai warna?
Taburan panjang gelombang spektrum beberapa LED ultra terang yang biasa digunakan di China ialah 460-636nm, dan panjang gelombangnya berwarna biru, Hijau, kuning-hijau, kuning, kuning-oren, dan merah dari pendek ke panjang. Panjang gelombang puncak biasa bagi beberapa LED warna biasa ialah:
Biru – 470nm,
Biru-hijau – 505nm,
hijau – 525nm,
kuning – 590nm,
Jingga – 615nm,
merah – 625nm.
Apakah kaedah pembungkusan LED?
Kaedah pembungkusan:
(1) Jenis pin (lampu) Pembungkusan LED,
(2) Lekapan permukaan (SMD) taip ( SMT-LED) pembungkusan,
(3) Cip atas Papan (COB) LED pembungkusan,
(4) Sistem-dalam-Pek (SiP) Pembungkusan LED
(5) Ikatan wafer dan ikatan cip.
Apakah kaedah pengelasan LED?
1. Mengikut warna tiub pemancar cahaya
Mengikut warna tiub pemancar cahaya, ia boleh dibahagikan kepada merah, oren, Hijau (dibahagikan lagi kepada kuning-hijau, hijau standard dan hijau tulen), cahaya biru, dan lain-lain. Selain itu, sesetengah diod pemancar cahaya mengandungi dua atau tiga warna cip.
Mengikut sama ada diod pemancar cahaya didop dengan agen penyerakan atau tidak, dan sama ada ia berwarna atau tidak berwarna, diod pemancar cahaya yang disebutkan di atas pelbagai warna juga boleh dibahagikan kepada empat jenis: berwarna telus, telus tidak berwarna, serakan berwarna dan serakan tanpa warna. Diod pemancar cahaya jenis serakan dan digunakan sebagai lampu penunjuk.
2. Mengikut ciri-ciri permukaan pemancar cahaya tiub pemancar cahaya
Mengikut ciri-ciri permukaan pemancar cahaya tiub pemancar cahaya, ia boleh dibahagikan kepada lampu bulat, lampu persegi, lampu segi empat tepat, tiub pemancar cahaya permukaan, tiub sisi, tiub mikro yang dipasang di permukaan, dan lain-lain. Lampu bulat dikelaskan kepada φ2mm, φ4.4mm, φ5mm, φ8mm, φ10mm dan φ20mm mengikut diameternya. Di negara luar, LED φ3mm biasanya direkodkan sebagai T-1; φ5mm sebagai T-1(3/4); dan φ4.4mm sebagai T-1(1/4). Sudut separuh nilai boleh digunakan untuk menganggar taburan sudut keamatan bercahaya bulat. Terdapat tiga jenis berdasarkan taburan sudut keamatan bercahaya:
(1) Kearaharah yang tinggi. Secara amnya, ia adalah bungkusan epoksi runcing atau bungkusan dengan rongga pemantul logam, dan tiada ejen penyerakan ditambah. Sudut separuh nilai ialah 5°～20° atau kurang, dengan arahan yang tinggi. Ia boleh digunakan sebagai sumber pencahayaan tempatan, atau digunakan bersama dengan pengesan cahaya untuk membentuk sistem pengesanan automatik.
(2) Jenis standard. Biasanya digunakan sebagai lampu penunjuk, sudut separuh nilainya ialah 20°～45°.
(3) Jenis taburan. Ini adalah lampu penunjuk dengan sudut tontonan yang lebih besar, sudut separuh nilai 45°～90° atau lebih, dan jumlah ejen serakan yang lebih besar.
3. Mengikut struktur diod pemancar cahaya
Mengikut struktur diod pemancar cahaya, terdapat enkapsulasi epoksi penuh, pengekapsulan epoksi asas logam, enkapsulasi epoksi asas seramik dan enkapsulasi kaca.
4. Mengikut keamatan bercahaya dan arus kerja
Mengikut keamatan bercahaya dan arus kerja, terdapat LED kecerahan biasa (keamatan bercahaya>10mcd); LED kecerahan ultra tinggi (keamatan bercahaya<100mcd); keamatan bercahaya antara 10 dan 100mcd dipanggil Diod pemancar cahaya kecerahan tinggi. Arus kerja LED am adalah antara puluhan mA dan puluhan mA, manakala arus kerja LED arus rendah berada di bawah 2 mA (kecerahan adalah sama seperti tiub pemancar cahaya biasa).
Sebagai tambahan kepada kaedah pengelasan di atas, terdapat juga kaedah pengelasan mengikut bahan cip dan mengikut fungsi.
Apakah langkah-langkah proses pengeluaran LED?
1. Proses:
a) Pembersihan: Gunakan pembersihan ultrasonik PCB atau pendakap LED dan pengeringan.
b) Melekap: Sediakan gam perak pada elektrod bawah teras tiub LED (wafer besar) dan mengembangkannya. Letakkan teras tiub yang dikembangkan (wafer besar) di atas meja kristal. Gunakan pen kristal untuk memasang teras tiub satu demi satu pada pad PCB atau pendakap LED yang sepadan di bawah mikroskop, dan kemudian sinter untuk menguatkan gam perak.
c) Kimpalan tekanan: Gunakan wayar aluminium atau mesin kimpalan dawai emas untuk menyambungkan elektrod ke teras tiub LED sebagai plumbum untuk suntikan arus. LED dipasang terus pada PCB, umumnya menggunakan mesin kimpalan dawai aluminium. (Mesin kimpalan dawai emas diperlukan untuk menjadikan cahaya putih TOP-LED)
d) Pembungkusan: Gunakan epoksi untuk melindungi teras LED dan wayar kimpalan melalui pendispensan. Pendispensan pada papan PCB mempunyai keperluan yang ketat pada bentuk koloid selepas pengawetan, yang berkaitan secara langsung dengan kecerahan sumber lampu latar yang telah siap. Proses ini juga akan menjalankan tugas mendispens fosfor (LED cahaya putih).
e) Kimpalan: Jika sumber lampu latar adalah SMD-LED atau LED berpakej lain, LED perlu dikimpal pada papan PCB sebelum proses pemasangan.
f) Pemotongan filem: Gunakan mesin penebuk untuk memotong pelbagai filem resapan, filem reflektif, dan lain-lain. diperlukan untuk sumber lampu latar.
g) Perhimpunan: Mengikut keperluan lukisan, memasang pelbagai bahan sumber lampu latar secara manual pada kedudukan yang betul.
h) Menguji: Periksa sama ada parameter fotoelektrik dan keseragaman cahaya sumber lampu latar adalah baik.
2. Tugas pembungkusan LED
adalah untuk menyambungkan plumbum luaran kepada elektrod cip LED, melindungi cip LED pada masa yang sama, dan memainkan peranan dalam meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya. Proses utama sedang meningkat, menekan dan membungkus.
3. Borang pembungkusan LED
Bentuk pembungkusan LED boleh dikatakan pelbagai, terutamanya mengikut senario aplikasi yang berbeza dengan dimensi luaran yang sepadan, langkah-langkah pelesapan haba dan kesan keluaran cahaya. LED dikelaskan kepada Lampu-LED, TOP-LED, LED sisi, SMD-LED, LED-Kuasa Tinggi, dan lain-lain. mengikut borang pembungkusan.
4. Aliran proses pembungkusan LED
5. Penerangan proses pembungkusan
(1). Pemeriksaan cip
Pemeriksaan mikroskopik: sama ada terdapat kerosakan mekanikal dan lubang (lockhill) pada permukaan bahan, sama ada saiz cip dan saiz elektrod memenuhi keperluan proses, dan sama ada corak elektrod lengkap.
(2). Pengembangan cip
Oleh kerana cip LED masih disusun rapat dan jaraknya sangat kecil (kira-kira 0.1mm) selepas dicing, ia tidak kondusif untuk operasi proses seterusnya. Kami menggunakan pengembang filem untuk mengembangkan filem cip terikat, supaya jarak cip LED diregangkan kepada kira-kira 0.6mm. Pengembangan manual juga boleh digunakan, tetapi ia mudah menyebabkan masalah seperti cip jatuh dan pembaziran.
(3). Pengeluaran gam
Sapukan gam perak atau gam penebat pada kedudukan pendakap LED yang sepadan. (Untuk substrat konduktif GaAs dan SiC, merah, kuning, dan cip kuning-hijau dengan elektrod belakang, gam perak digunakan. Untuk cip LED biru dan hijau dengan substrat penebat nilam, gam penebat digunakan untuk membaiki cip.) Kesukaran proses terletak pada kawalan jumlah pendispensan gam. Terdapat keperluan proses terperinci untuk ketinggian koloid dan lokasi pendispensan gam. Oleh kerana gam perak dan gam penebat mempunyai keperluan yang ketat untuk penyimpanan dan penggunaan, bangun tidur, kacau, dan masa penggunaan gam perak adalah semua perkara yang mesti diberi perhatian dalam proses.
(4). Penyediaan gam
Berbeza dengan pendispensan gam, penyediaan gam adalah dengan menggunakan mesin penyediaan gam untuk terlebih dahulu menggunakan gam perak pada elektrod belakang LED, dan kemudian pasangkan LED dengan gam perak di bahagian belakang pada pendakap LED. Kecekapan penyediaan gam jauh Lebih Tinggi daripada pendispensan gam, tetapi tidak semua produk sesuai untuk proses penyediaan gam.
(5). Mencucuk manual
Letakkan cip LED yang dikembangkan (dengan atau tanpa gam) pada lekapan meja cucuk, letakkan pendakap LED di bawah lekapan, dan gunakan jarum untuk menusuk cip LED satu demi satu ke kedudukan yang sepadan di bawah mikroskop. Berbanding dengan pemasangan automatik, cucuk manual mempunyai kelebihan iaitu mudah untuk menggantikan cip yang berbeza pada bila-bila masa, yang sesuai untuk produk yang perlu memasang berbilang cip.
(6). Pemasangan automatik
Pemasangan automatik sebenarnya menggabungkan dua langkah pendispensan gam dan pemasangan cip. Pertama, gam perak (gam penebat) digunakan pada pendakap LED, dan kemudian cip LED disedut dan dipindahkan ke kedudukan dengan muncung vakum, dan kemudian diletakkan dalam kedudukan kurungan yang sepadan. Proses utama pemasangan automatik adalah untuk membiasakan diri dengan pengaturcaraan operasi peralatan, dan pada masa yang sama melaraskan pendispensan gam dan ketepatan pemasangan peralatan. Apabila memilih muncung, cuba gunakan muncung bakelit untuk mengelakkan kerosakan pada permukaan cip LED, terutamanya cip biru dan hijau mesti diperbuat daripada bakelit. Kerana muncung keluli akan mencalarkan lapisan resapan semasa pada permukaan cip.
(7). Pensinteran
Tujuan pensinteran adalah untuk menguatkan gam perak. Pensinteran memerlukan pemantauan suhu untuk mengelakkan kecacatan kelompok. Suhu pensinteran gam perak biasanya dikawal pada 150 ℃ dan masa pensinteran adalah 2 jam. Mengikut keadaan sebenar, ia boleh dilaraskan kepada 170 ℃ untuk 1 jam. Gam penebat biasanya 150 ℃ untuk 1 jam. Ketuhar pensinteran gam perak mesti dibuka setiap kali 2 jam (atau 1 jam) untuk menggantikan produk tersinter mengikut keperluan proses. Ia tidak boleh dibuka sesuka hati di tengah. Ketuhar pensinteran tidak boleh digunakan untuk tujuan lain untuk mengelakkan pencemaran.
(8). Tekan kimpalan
Tujuan kimpalan akhbar adalah untuk membawa elektrod ke cip LED dan melengkapkan sambungan petunjuk dalaman dan luaran produk.. Terdapat dua jenis proses kimpalan akhbar LED: kimpalan bebola dawai emas dan kimpalan penekan dawai aluminium. Gambar kanan menunjukkan proses kimpalan penekan dawai aluminium. Pertama, tekan titik pertama pada elektrod cip LED, kemudian tarik wayar aluminium ke bahagian atas pendakap yang sepadan, tekan titik kedua dan kemudian putuskan wayar aluminium. Dalam proses kimpalan bola dawai emas, sebiji bola dibakar sebelum menekan mata pertama, dan selebihnya proses adalah serupa. Kimpalan tekanan adalah pautan utama dalam teknologi pembungkusan LED. Perkara utama yang perlu dipantau dalam proses adalah bentuk gerbang dawai emas (wayar aluminium), bentuk sambungan pateri, dan ketegangan. Kajian mendalam tentang proses kimpalan tekanan melibatkan banyak aspek, seperti emas (aluminium) bahan wayar, kuasa ultrasonik, tekanan tekanan kimpalan, pemilihan splitter (muncung keluli), trajektori pergerakan splitter (muncung keluli), dan lain-lain. (Rajah di bawah ialah foto mikroskopik sambungan pateri yang ditekan oleh dua pembahagi berbeza di bawah keadaan yang sama. Terdapat perbezaan dalam struktur mikro kedua-duanya, yang menjejaskan kualiti produk.) Kami tidak akan mengulanginya di sini.
(9). Pembungkusan LED pendispensan gam terutamanya termasuk pendispensan gam, pasu, dan acuan. Pada asasnya, kesukaran dalam kawalan proses adalah buih, beberapa bahan yang hilang, dan bintik hitam. Reka bentuk tertumpu terutamanya pada pemilihan bahan dan pemilihan epoksi dan kurungan dengan kombinasi yang baik. (LED am tidak boleh lulus ujian kedap udara) Seperti yang ditunjukkan dalam rajah yang betul, TOP-LED dan Side-LED sesuai untuk pendispensan gam. Pembungkusan pendispensan manual memerlukan tahap operasi yang tinggi (terutamanya untuk LED cahaya putih). Kesukaran utama adalah untuk mengawal jumlah pendispensan, kerana epoksi akan menjadi pekat semasa digunakan. Pemberian LED cahaya putih juga mempunyai masalah pemendakan fosfor yang menyebabkan perbezaan warna cahaya.
(10). Enkapsulasi gam
Enkapsulasi lampu-LED mengguna pakai bentuk enkapsulasi. Proses enkapsulasi adalah untuk menyuntik epoksi cecair terlebih dahulu ke dalam rongga acuan LED, kemudian masukkan pendakap LED yang ditekan, masukkan ke dalam ketuhar untuk membiarkan epoksi menjadi pejal, dan kemudian keluarkan LED dari rongga untuk membentuknya.
(11). Pembungkusan acuan
Masukkan pendakap LED yang ditekan ke dalam Masukkan ke dalam acuan, tutup acuan atas dan bawah dengan penekan hidraulik dan pindahkannya.
Letakkan epoksi pepejal ke dalam pintu masuk saluran suntikan, panaskan, dan tekan ke dalam saluran acuan dengan rod tolak hidraulik. Epoksi memasuki setiap alur acuan LED di sepanjang saluran dan mengeras.
(12). Pengawetan dan pasca pengawetan
Pengawetan merujuk kepada pengawetan epoksi terkapsul. Keadaan pengawetan epoksi am ialah 135 ℃ untuk 1 jam. Pakej acuan biasanya pada 150 ℃ untuk 4 minit.
(13). Selepas pengawetan
Tujuan pengawetan adalah untuk menyembuhkan sepenuhnya epoksi dan secara haba LED. Selepas pengawetan adalah sangat penting untuk meningkatkan kekuatan ikatan antara epoksi dan pendakap (PCB). Syarat am ialah 120 ℃ untuk 4 jam.
(14). Memotong dan memotong dadu
Oleh kerana LED disambungkan bersama (bukan secara individu) semasa pengeluaran, LED berkapsul lampu menggunakan pemotongan untuk memotong rusuk penyambung pendakap LED. SMD-LED berada pada papan PCB, dan mesin potong dadu diperlukan untuk menyelesaikan kerja pengasingan. (15). Menguji
Uji parameter fotoelektrik LED, semak dimensi luaran, dan menyusun produk LED mengikut keperluan pelanggan.
(16). Pembungkusan
Kira dan bungkus produk siap. LED ultra-terang memerlukan pembungkusan anti-statik.