YUANNENGJI O que é LED?
LED é diodo emissor de luz em inglês, que é um dispositivo emissor de luz sólido semicondutor. Ele usa chips semicondutores sólidos como materiais emissores de luz. Quando uma tensão direta é aplicada em ambas as extremidades, os portadores no semicondutor se recombinam para causar emissão de fótons e gerar luz. LED pode emitir diretamente vermelho, amarelo, azul, verde, ciano, laranja, roxo, e luz branca. O primeiro diodo comercial foi produzido em 1960. Sua estrutura básica é um pedaço de material semicondutor eletroluminescente, colocado em um rack com cabos, e então selado com resina epóxi ao redor para proteger o fio do núcleo interno, então o LED tem boa resistência sísmica. 2. Por que o LED é a fonte de luz de quarta geração (iluminação verde )?
Classificação pelo mecanismo de emissão de luz de fontes de luz elétrica:
Fontes de luz de primeira geração: resistor emissor de luz, como lâmpadas incandescentes.
Fontes de luz de segunda geração: emissores de luz de arco e gás, como lâmpadas de sódio.
Fontes de luz de terceira geração: emissores de luz de fósforo, como lâmpadas fluorescentes.
Fontes de luz de quarta geração: emissores de luz de chip de estado sólido, como LEDs.
Quais são os mecanismos de emissão de luz e princípios de funcionamento dos LEDs?
Os diodos emissores de luz são feitos de compostos do grupo III-IV, como GaAs (arseneto de gálio), Brecha (fosfeto de gálio), GaAsP (fosfeto de arsenieto de gálio) e outros semicondutores, e seu núcleo é uma junção PN. Portanto, tem as características IN de uma junção PN geral, ou seja,, condução direta, corte reverso, e características de decomposição. Além disso, sob certas condições, também possui características de emissão de luz. Sob tensão direta, elétrons são injetados da região N para a região P, e buracos são injetados da região P para a região N. Uma parte das transportadoras minoritárias (portadores minoritários) que entram na outra área se recombinam com os portadores majoritários (operadoras majoritárias) emitir luz.
Quais são as propriedades ópticas do LED?
(1) A luz emitida pelo LED não é monocromática nem de banda larga, mas um equilíbrio entre os dois.
(2) A fonte de luz LED é semelhante a uma fonte de luz pontual, mas não é uma fonte de luz pontual.
(3) A cor da luz emitida pelo LED varia com a direção espacial.
(4) A temperatura de junção do LED sob operação em corrente constante afeta fortemente a tensão direta VF.
Quais são as diferentes formas de construir LED?
Os LEDs têm composições químicas diferentes devido às suas cores diferentes:
Por exemplo, vermelho: fosfeto de alumínio-índio-gálio
Verde e azul: nitreto de índio-gálio
O branco e outras cores são obtidos misturando as três cores primárias RGB em proporções apropriadas.. O processo de fabricação do LED é semelhante ao dos semicondutores, mas a precisão do processamento não é tão boa quanto a dos semicondutores, e o custo atual ainda é relativamente alto.
Quais são os comprimentos de onda de várias cores?
A distribuição espectral de comprimento de onda de vários LEDs ultrabrilhantes comumente usados na China é 460-636nm, e os comprimentos de onda são azuis, verde, verde-amarelo, amarelo, amarelo-laranja, e vermelho de curto a longo. Os comprimentos de onda de pico típicos de vários LEDs de cores comuns são:
Azul – 470nm,
Azul esverdeado – 505nm,
Verde – 525nm,
Amarelo – 590nm,
Laranja – 615nm,
Vermelho – 625nm.
Quais são os métodos de embalagem de LED?
Método de embalagem:
(1) Tipo de pino (Lâmpada) Embalagem LED,
(2) Montagem em superfície (SMD) tipo ( LED SMT) embalagem,
(3) Chip a bordo (ESPIGA) LED embalagem,
(4) Sistema em pacote (SiP) Embalagem LED
(5) Ligação de wafer e ligação de chip.
Quais são os métodos de classificação do LED?
1. De acordo com a cor do tubo emissor de luz
De acordo com a cor do tubo emissor de luz, pode ser dividido em vermelho, laranja, verde (subdividido em amarelo-verde, verde padrão e verde puro), luz azul, etc.. Além disso, alguns diodos emissores de luz contêm duas ou três cores de chips.
Dependendo se o diodo emissor de luz é dopado com agente de dispersão ou não, e se é colorido ou incolor, os diodos emissores de luz de várias cores mencionados acima também podem ser divididos em quatro tipos: colorido transparente, incolor transparente, dispersão colorida e dispersão incolor. Diodos emissores de luz do tipo dispersão e são usados como luzes indicadoras.
2. De acordo com as características da superfície emissora de luz do tubo emissor de luz
De acordo com as características da superfície emissora de luz do tubo emissor de luz, pode ser dividido em lâmpadas redondas, lâmpadas quadradas, lâmpadas retangulares, tubos emissores de luz de superfície, tubos laterais, microtubos montados em superfície, etc.. As lâmpadas circulares são classificadas em φ2mm, φ4,4 mm, φ5mm, φ8mm, φ10mm e φ20mm de acordo com seus diâmetros. Em países estrangeiros, LEDs de φ3mm são geralmente registrados como T-1; φ5mm como T-1(3/4); e φ4,4 mm como T-1(1/4). O ângulo de meio valor pode ser usado para estimar a distribuição angular da intensidade luminosa circular. Existem três tipos baseados na distribuição angular da intensidade luminosa:
(1) Alta diretividade. Geralmente, é uma embalagem epóxi pontiaguda ou uma embalagem com cavidade reflexiva de metal, e nenhum agente de dispersão é adicionado. O ângulo de meio valor é 5°~20° ou menos, com alta diretividade. Pode ser usado como fonte de iluminação local, ou usado em conjunto com um detector de luz para formar um sistema de detecção automática.
(2) Tipo padrão. Geralmente usado como luz indicadora, seu ângulo de meio valor é 20°~45°.
(3) Tipo de dispersão. Esta é uma luz indicadora com um ângulo de visão maior, um ângulo de meio valor de 45°~90° ou mais, e uma maior quantidade de agente dispersante.
3. De acordo com a estrutura do diodo emissor de luz
De acordo com a estrutura do diodo emissor de luz, há encapsulamento completo de epóxi, encapsulamento de epóxi com base metálica, encapsulamento de epóxi de base cerâmica e encapsulamento de vidro.
4. De acordo com a intensidade luminosa e corrente de trabalho
De acordo com a intensidade luminosa e corrente de trabalho, existem LEDs de brilho comuns (intensidade luminosa>10mcd); LEDs de brilho ultra-alto (intensidade luminosa<100mcd); a intensidade luminosa entre 10 e 100mcd é chamado de diodo emissor de luz de alto brilho. A corrente de trabalho do LED geral está entre dezenas de mA e dezenas de mA, enquanto a corrente de trabalho do LED de baixa corrente está abaixo 2 mA (o brilho é o mesmo do tubo emissor de luz comum).
Além dos métodos de classificação acima, também existem métodos de classificação por material de chip e por função.
Quais são as etapas do processo de produção de LED?
1. Processo:
um) Limpeza: Use limpeza ultrassônica de PCB ou suporte de LED e secagem.
b) Montagem: Prepare cola prateada no eletrodo inferior do núcleo do tubo LED (bolacha grande) e expandi-lo. Coloque o núcleo do tubo expandido (bolacha grande) na mesa de cristal. Use uma caneta de cristal para instalar o núcleo do tubo um por um na almofada correspondente do PCB ou suporte de LED sob um microscópio, e depois sinterizar para solidificar a cola prateada.
c) Soldagem por pressão: Use fio de alumínio ou máquina de solda de fio de ouro para conectar o eletrodo ao núcleo do tubo de LED como cabo para injeção de corrente. O LED é montado diretamente no PCB, geralmente usando máquina de solda de fio de alumínio. (Máquina de solda de fio de ouro é necessária para fazer luz branca TOP-LED)
d) Embalagem: Use epóxi para proteger o núcleo do LED e o fio de soldagem através da distribuição. A distribuição na placa PCB tem requisitos rigorosos quanto à forma do colóide após a cura, que está diretamente relacionado ao brilho da fonte de luz de fundo acabada. Este processo também realizará a tarefa de dispensar fósforo (luz branca LED).
e) Soldagem: Se a fonte de luz de fundo for SMD-LED ou outro LED embalado, o LED precisa ser soldado à placa PCB antes do processo de montagem.
f) Corte de filme: Use uma máquina de perfuração para cortar vários filmes de difusão, filmes reflexivos, etc.. necessário para a fonte de luz de fundo.
g) Conjunto: De acordo com os requisitos do desenho, instale manualmente vários materiais da fonte de luz de fundo na posição correta.
h) Teste: Verifique se os parâmetros fotoelétricos e a uniformidade da luz da fonte de luz de fundo estão bons.
2. A tarefa da embalagem LED
é conectar o cabo externo ao eletrodo do chip LED, proteja o chip LED ao mesmo tempo, e desempenhar um papel na melhoria da eficiência de extração de luz. Os principais processos estão aumentando, prensagem e embalagem.
3. Formulário de embalagem de LED
Pode-se dizer que as formas de embalagem de LED são variadas, principalmente de acordo com diferentes cenários de aplicação com dimensões externas correspondentes, medidas de dissipação de calor e efeitos de saída de luz. Os LEDs são classificados em Lâmpada-LED, LED SUPERIOR, LED lateral, LED SMD, LED de alta potência, etc.. de acordo com formas de embalagem.
4. Fluxo do processo de embalagem de LED
5. Descrição do processo de embalagem
(1). Inspeção de cavacos
Inspeção microscópica: se há danos mecânicos e poços (Lockhill) na superfície do material, se o tamanho do chip e o tamanho do eletrodo atendem aos requisitos do processo, e se o padrão do eletrodo está completo.
(2). Expansão de chips
Como os chips de LED ainda estão dispostos de perto e o espaçamento é muito pequeno (cerca de 0,1 mm) depois de cortar, não é propício para a operação do processo subsequente. Usamos um expansor de filme para expandir o filme do chip colado, de modo que o espaçamento do chip LED seja esticado para cerca de 0,6 mm. A expansão manual também pode ser usada, mas é fácil causar problemas como queda de cavacos e desperdício.
(3). Dispensação de cola
Aplique cola prateada ou cola isolante na posição correspondente do suporte de LED. (Para substratos condutores de GaAs e SiC, vermelho, amarelo, e chips verde-amarelos com eletrodos traseiros, cola de prata é usada. Para chips LED azuis e verdes com substratos isolantes de safira, cola isolante é usada para fixar os cavacos.) A dificuldade do processo está no controle da quantidade de cola dispensada. Existem requisitos de processo detalhados para a altura do colóide e a localização da distribuição de cola. Como a cola prateada e a cola isolante têm requisitos rígidos para armazenamento e uso, o despertar, mexendo, e o tempo de uso da cola prateada são assuntos que devem ser observados no processo.
(4). Preparação de cola
Em contraste com a distribuição de cola, a preparação da cola é usar uma máquina de preparação de cola para primeiro aplicar cola prateada no eletrodo traseiro do LED, e, em seguida, instale o LED com cola prateada na parte traseira do suporte de LED. A eficiência da preparação da cola é muito maior do que a distribuição de cola, mas nem todos os produtos são adequados para o processo de preparação de cola.
(5). Picada manual
Coloque o chip LED expandido (com ou sem cola) no suporte da mesa de picada, coloque o suporte de LED sob a luminária, e use uma agulha para perfurar os chips de LED um por um até a posição correspondente sob um microscópio. Comparado com montagem automática, a picada manual tem a vantagem de ser fácil substituir chips diferentes a qualquer momento, que é adequado para produtos que precisam instalar vários chips.
(6). Montagem automática
A montagem automática na verdade combina as duas etapas de distribuição de cola e instalação de chips. Primeiro, cola prateada (cola isolante) é aplicado ao suporte de LED, e então o chip LED é sugado e movido para a posição com um bocal de vácuo, e então colocado na posição do suporte correspondente. O principal processo de montagem automática é estar familiarizado com a programação de operação do equipamento, e ao mesmo tempo ajustar a distribuição de cola e a precisão de instalação do equipamento. Ao escolher o bico, tente usar bicos de baquelite para evitar danos à superfície do chip LED, especialmente os chips azuis e verdes devem ser feitos de baquelite. Porque o bico de aço irá arranhar a camada de difusão atual na superfície do chip.
(7). Sinterização
O objetivo da sinterização é solidificar a cola de prata. A sinterização requer monitoramento de temperatura para evitar defeitos no lote. A temperatura de sinterização com cola de prata é geralmente controlada a 150°C e o tempo de sinterização é 2 horas. De acordo com as condições reais, pode ser ajustado para 170 ℃ para 1 hora. A cola isolante é geralmente de 150°C para 1 hora. O forno de sinterização com cola de prata deve ser aberto a cada 2 horas (ou 1 hora) substituir o produto sinterizado de acordo com os requisitos do processo. Não deve ser aberto à vontade no meio. O forno de sinterização não deve ser utilizado para outros fins para evitar poluição.
(8). Soldagem por prensa
O objetivo da soldagem por prensagem é conduzir o eletrodo ao chip LED e completar a conexão dos cabos internos e externos do produto. Existem dois tipos de processos de soldagem por prensa LED: soldagem de esfera de fio de ouro e soldagem de prensa de fio de alumínio. A imagem certa mostra o processo de soldagem por prensa de fio de alumínio. Primeiro, pressione o primeiro ponto no eletrodo do chip LED, em seguida, puxe o fio de alumínio até o topo do suporte correspondente, pressione o segundo ponto e quebre o fio de alumínio. No processo de soldagem de esfera de fio de ouro, uma bola é queimada antes de pressionar o primeiro ponto, e o resto do processo é semelhante. A soldagem por pressão é um elo fundamental na tecnologia de embalagens LED. As principais coisas que precisam ser monitoradas no processo são o formato do arco do fio de ouro (fio de alumínio), a forma da junta de solda, e a tensão. A pesquisa aprofundada sobre o processo de soldagem por pressão envolve muitos aspectos, como ouro (alumínio) material de arame, potência ultrassônica, pressão de soldagem por pressão, seleção de divisor (bocal de aço), trajetória de movimento do divisor (bocal de aço), etc.. (A figura abaixo é uma foto microscópica das juntas de solda pressionadas por dois divisores diferentes nas mesmas condições. Existem diferenças na microestrutura dos dois, o que afeta a qualidade do produto.) Não vamos repetir aqui.
(9). A embalagem de LED para distribuição de cola inclui principalmente a distribuição de cola, envasamento, e moldagem. Basicamente, as dificuldades no controle do processo são bolhas, vários materiais faltando, e manchas pretas. O design se concentra principalmente na seleção de materiais e na seleção de epóxi e suportes com boa combinação. (LEDs gerais não podem passar no teste de estanqueidade) Como mostrado na figura à direita, TOP-LED e Side-LED são adequados para distribuição de cola. A embalagem de distribuição manual requer um alto nível de operação (especialmente para LEDs de luz branca). A principal dificuldade é controlar a quantidade de dispensação, porque o epóxi vai engrossar durante o uso. A distribuição de LEDs de luz branca também apresenta o problema da precipitação de fósforo, causando diferença na cor da luz..
(10). Encapsulamento de cola
O encapsulamento lâmpada-LED adota a forma de encapsulamento. O processo de encapsulamento consiste primeiro em injetar epóxi líquido na cavidade de moldagem do LED, em seguida, insira o suporte de LED pressionado, coloque no forno para deixar o epóxi solidificar, e, em seguida, remova o LED da cavidade para formá-lo.
(11). Embalagem moldada
Coloque o suporte de LED pressionado Coloque-o no molde, fechar os moldes superior e inferior com uma prensa hidráulica e evacuá-los.
Coloque o epóxi sólido na entrada do canal de injeção, aqueça, e pressione-o no canal do molde com uma haste hidráulica. O epóxi entra em cada ranhura de moldagem de LED ao longo do canal e solidifica.
(12). Cura e pós-cura
A cura refere-se à cura do epóxi encapsulado. As condições gerais de cura do epóxi são 135°C para 1 hora. A embalagem moldada geralmente está a 150°C para 4 minutos.
(13). Pós-cura
O objetivo da cura é curar completamente o epóxi e envelhecer termicamente o LED. A pós-cura é muito importante para melhorar a resistência de união entre o epóxi e o braquete (PCB). As condições gerais são 120°C para 4 horas.
(14). Cortar e cortar em cubos
Como os LEDs estão conectados entre si (não individualmente) durante a produção, LEDs encapsulados em lâmpada usam corte para cortar as costelas de conexão do suporte de LED. SMD-LED está em uma placa PCB, e uma máquina de corte em cubos é necessária para completar o trabalho de separação. (15). Teste
Teste os parâmetros fotoelétricos do LED, verifique as dimensões externas, e classificar os produtos LED de acordo com as necessidades do cliente.
(16). Embalagem
Conte e embale os produtos acabados. LEDs ultrabrilhantes requerem embalagem antiestática.