YUANNENGJI Что такое светодиод?
LED — это светоизлучающий диод на английском языке., который представляет собой полупроводниковое твердотельное светоизлучающее устройство. В качестве светоизлучающих материалов используются твердые полупроводниковые чипы.. Когда прямое напряжение приложено к обоим концам, носители в полупроводнике рекомбинируют, вызывая эмиссию фотонов и генерацию света.. Светодиод может напрямую излучать красный цвет, желтый, синий, green, голубой, апельсин, фиолетовый, и белый свет. Первый коммерческий диод был изготовлен в 1960. Его основная структура представляет собой кусок электролюминесцентного полупроводникового материала., размещен на стойке с проводами, а затем загерметизирован эпоксидной смолой для защиты внутреннего сердечника провода, поэтому светодиод имеет хорошую сейсмостойкость. 2. Почему светодиоды являются источником света четвертого поколения? (зеленое освещение )?
Классификация источников электрического света по механизму излучения.:
Источники света первого поколения: светоизлучающие резисторы, такие как лампы накаливания.
Источники света второго поколения: дуговые и газовые светоизлучающие, такие как натриевые лампы.
Источники света третьего поколения: люминофорные светоизлучающие, такие как люминесцентные лампы.
Источники света четвертого поколения: светоизлучающие твердотельные чипы, такие как светодиоды.
Каковы механизмы излучения света и принципы работы светодиодов??
Светодиоды изготавливаются из соединений III-IV групп., такие как GaAs (арсенид галлия), Зазор (фосфид галлия), GaAsP (арсенид галлия, фосфид) и другие полупроводники, а их сердцевина - PN переход. Следовательно, он имеет характеристики I-N обычного PN-перехода., то есть, прямое проведение, обратное отсечение, и характеристики пробоя. В дополнение, при определенных условиях, он также имеет светоизлучающие характеристики. Под прямым напряжением, электроны инжектируются из области N в область P, и дырки инжектируются из P-области в N-область. Часть миноритарных перевозчиков (миноритарные перевозчики) которые попадают в другую область, рекомбинируют с большинством носителей (мажоритарные перевозчики) излучать свет.
Каковы оптические свойства светодиодов??
(1) Свет, излучаемый светодиодами, не является ни монохроматическим, ни широкополосным., но баланс между двумя.
(2) Светодиодный источник света похож на точечный источник света, но не является точечным источником света..
(3) Цвет света, излучаемого светодиодом, меняется в зависимости от пространственного направления..
(4) Температура перехода светодиода при работе с постоянным током сильно влияет на прямое напряжение VF..
Какие существуют способы изготовления светодиодов??
Светодиоды имеют разный химический состав из-за разного цвета.:
Например, красный: алюминий-индий-галлий-фосфид
Зеленый и синий: нитрид индия-галлия
Белый и другие цвета получаются путем смешивания трех основных цветов RGB в соответствующих пропорциях.. Процесс производства светодиодов аналогичен процессу производства полупроводников., но точность обработки не такая хорошая, как у полупроводников, и текущая стоимость все еще относительно высока.
Каковы длины волн различных цветов?
Спектральное распределение длин волн нескольких широко используемых в Китае сверхъярких светодиодов составляет 460–636 нм., и длины волн синие, green, желто-зеленый, желтый, желто-оранжевый, и красный от короткого к длинному. Типичные пиковые длины волн нескольких обычных цветных светодиодов::
Синий – 470Нм,
Сине-зеленый – 505Нм,
Зеленый – 525Нм,
Желтый – 590Нм,
Апельсин – 615Нм,
Красный – 625Нм.
Каковы методы упаковки светодиодов??
Способ упаковки:
(1) Штыревой тип (Лампа) Светодиодная упаковка,
(2) Поверхностный монтаж (СМД) тип ( SMT-LED) упаковка,
(3) Чип на плате (COB) ВЕЛ упаковка,
(4) Система в упаковке (Глоток) Светодиодная упаковка
(5) Склеивание пластин и чипов.
Каковы методы классификации светодиодов??
1. По цвету светоизлучающей трубки
По цвету светоизлучающей трубки, его можно разделить на красный, апельсин, green (подразделяется на желто-зеленый, стандартный зеленый и чистый зеленый), синий свет, и так далее. В дополнение, некоторые светодиоды содержат чипы двух или трех цветов.
В зависимости от того, легирован ли светодиод рассеивающим веществом или нет., и цветной он или бесцветный, вышеупомянутые светодиоды различных цветов также можно разделить на четыре типа: цветной прозрачный, бесцветный прозрачный, цветная россыпь и бесцветная россыпь. Светодиоды рассеивающего типа используются в качестве индикаторных ламп..
2. По характеристикам светоизлучающей поверхности светоизлучающей трубки
По характеристикам светоизлучающей поверхности светоизлучающей трубки, его можно разделить на круглые светильники, квадратные лампы, прямоугольные светильники, поверхностные светоизлучающие трубки, боковые трубы, микротрубки для поверхностного монтажа, и так далее. Круглые лампы классифицируются на φ2 мм., φ4,4 мм, φ5 мм, φ8 мм, φ10 мм и φ20 мм в зависимости от их диаметра.. В зарубежных странах, Светодиоды диаметром 3 мм обычно обозначаются как Т-1.; φ5 мм как Т-1(3/4); и φ4,4 мм как Т-1(1/4). Угол половинного значения можно использовать для оценки углового распределения круговой силы света.. По угловому распределению силы света различают три типа.:
(1) Высокая направленность. Как правило, это заостренный эпоксидный пакет или пакет с металлической светоотражающей полостью, и не добавляется рассеивающий агент. Угол половинного значения составляет 5°～20° или меньше., с высокой направленностью. Может использоваться как локальный источник освещения., или используется вместе со светоизвещателем для формирования автоматической системы обнаружения..
(2) Стандартный тип. Обычно используется в качестве индикатора, его угол половинного значения составляет 20°~45°..
(3) Тип рассеяния. Это индикаторная лампа с большим углом обзора., угол половинного значения 45°～90° или более, и большее количество рассеивающего агента.
3. По структуре светодиода
По структуре светодиода, есть полная эпоксидная герметизация, эпоксидная герметизация на металлической основе, эпоксидная герметизация на керамической основе и стеклянная герметизация.
4. В зависимости от силы света и рабочего тока
В зависимости от силы света и рабочего тока, есть обычные по яркости светодиоды (сила света>10Макд); светодиоды сверхвысокой яркости (сила света<100Макд); сила света между 10 И 100 мкд называется светоизлучающим диодом высокой яркости.. Рабочий ток обычного светодиода составляет от десятков мА до десятков мА., в то время как рабочий ток слаботочного светодиода ниже 2 мА (яркость такая же, как у обычной светоизлучающей трубки).
Помимо вышеперечисленных методов классификации, существуют также методы классификации по материалу чипа и по функциям.
Каковы этапы производственного процесса светодиодов??
1. Процесс:
a) Очистка: Используйте ультразвуковую очистку печатной платы или кронштейна светодиода и сушку..
б) Монтаж: Приготовьте серебряный клей на нижнем электроде сердечника светодиодной трубки. (большая вафля) и расширить его. Поместите расширенную сердцевину трубки (большая вафля) на хрустальном столе. Используйте хрустальную ручку, чтобы установить сердечник трубки один за другим на соответствующую площадку печатной платы или кронштейн светодиода под микроскопом., а затем спекать, чтобы затвердеть серебряный клей.
с) Сварка давлением: Используйте сварочный аппарат для алюминиевой или золотой проволоки, чтобы соединить электрод с сердечником светодиодной трубки в качестве провода для подачи тока.. Светодиод монтируется непосредственно на печатную плату, обычно используется сварочный аппарат для алюминиевой проволоки. (Для изготовления белого света TOP-LED необходим аппарат для сварки золотой проволоки.)
d) Упаковка: Используйте эпоксидную смолу для защиты сердечника светодиода и сварочной проволоки во время нанесения.. При дозировании печатной платы предъявляются строгие требования к форме коллоида после отверждения., что напрямую связано с яркостью готового источника подсветки. Этот процесс также будет выполнять задачу распределения люминофора. (светодиод белого света).
е) Сварка: Если источником подсветки является SMD-LED или другой светодиод в корпусе, светодиод необходимо приварить к печатной плате перед процессом сборки.
ж) Резка пленки: Используйте перфоратор для высечки различных диффузионных пленок., светоотражающие пленки, и так далее. требуется для источника подсветки.
грамм) Сборка: По требованиям чертежа, вручную установить различные материалы источника подсветки в правильное положение.
час) Тестирование: Проверьте, хорошие ли фотоэлектрические параметры и однородность света источника подсветки..
2. Задача светодиодной упаковки
заключается в подключении внешнего вывода к электроду светодиодного чипа, одновременно защитите светодиодный чип, и играют роль в повышении эффективности извлечения света. Ключевые процессы набирают обороты, прессование и упаковка.
3. Форма упаковки светодиодов
Можно сказать, что формы упаковки светодиодов разнообразны., в основном в соответствии с различными сценариями применения с соответствующими внешними размерами, меры по рассеиванию тепла и эффекты светоотдачи. Светодиоды классифицируются на Лампы-LED, ТОП-LED, Боковой светодиод, SMD-LED, Мощный светодиод, и так далее. по формам упаковки.
4. Процесс упаковки светодиодов
5. Описание процесса упаковки
(1). Проверка чипа
Микроскопический осмотр: есть ли механические повреждения и ямки (Локхилл) на поверхности материала, соответствуют ли размер чипа и размер электрода технологическим требованиям, и является ли рисунок электрода полным.
(2). Расширение чипа
Поскольку светодиодные чипы по-прежнему расположены близко, а расстояние между ними очень мало. (около 0,1 мм) после игры в кости, это не способствует осуществлению последующего процесса. Мы используем расширитель пленки для расширения пленки приклеенного чипа., так что расстояние между светодиодными чипами растягивается примерно до 0,6 мм.. Также можно использовать ручное расширение., но легко вызвать такие проблемы, как падение стружки и отходы.
(3). Дозирование клея
Нанесите серебряный клей или изолирующий клей на соответствующее место кронштейна светодиода.. (Для проводящих подложек GaAs и SiC, красный, желтый, и желто-зеленые чипы с задними электродами, используется серебряный клей. Для синих и зеленых светодиодных чипов с сапфировой изолирующей подложкой, Для фиксации сколов используется изоляционный клей.) Сложность процесса заключается в контроле количества дозируемого клея.. Существуют подробные технологические требования к высоте коллоида и месту нанесения клея.. Поскольку серебряный клей и изоляционный клей имеют строгие требования к хранению и использованию., пробуждение, перемешивание, и время использования серебряного клея — все это вопросы, на которые следует обратить внимание в процессе..
(4). Приготовление клея
В отличие от нанесения клея, подготовка клея заключается в использовании машины для подготовки клея, чтобы сначала нанести серебряный клей на задний электрод светодиода., а затем установите светодиод с помощью серебряного клея сзади на кронштейн светодиода.. Эффективность приготовления клея намного выше, чем его дозирования., но не все продукты подходят для процесса приготовления клея.
(5). Ручное прокалывание
Поместите расширенный светодиодный чип (с клеем или без него) на креплении прокалывающего стола, поместите светодиодный кронштейн под светильник, и с помощью иглы проткните светодиодные чипы один за другим до соответствующего положения под микроскопом.. По сравнению с автоматическим монтажом, Преимущество ручного прокалывания состоит в том, что различные чипы можно легко заменить в любое время., который подходит для продуктов, в которых необходимо установить несколько чипов.
(6). Автоматический монтаж
Автоматическая установка фактически объединяет два этапа: нанесение клея и установку чипа.. Первый, серебряный клей (изоляционный клей) применяется к светодиодному кронштейну, а затем светодиодный чип засасывается и перемещается в нужное положение с помощью вакуумной насадки, а затем помещается в соответствующее положение кронштейна. Основной процесс автоматического монтажа заключается в ознакомлении с программированием работы оборудования., и заодно отрегулировать дозировку клея и точность установки оборудования. При выборе насадки, старайтесь использовать бакелитовые насадки, чтобы не повредить поверхность светодиодного чипа, особенно синие и зеленые фишки должны быть из бакелита. Потому что стальное сопло поцарапает текущий диффузионный слой на поверхности чипа..
(7). Спекание
Целью спекания является затвердевание серебряного клея.. Спекание требует контроля температуры для предотвращения дефектов партии.. Температура спекания серебряного клея обычно контролируется на уровне 150 ℃, а время спекания составляет 2 часов. По реальным условиям, его можно отрегулировать до 170 ℃ для 1 час. Изоляционный клей обычно имеет температуру 150 ℃. 1 час. Печь для спекания серебряного клея необходимо открывать каждый раз. 2 часов (или 1 час) заменить спеченное изделие в соответствии с технологическими требованиями. Его нельзя открывать произвольно посередине.. Печь для спекания нельзя использовать для других целей во избежание загрязнения..
(8). Пресс-сварка
Целью пресс-сварки является подведение электрода к светодиодному чипу и завершение соединения внутреннего и внешнего выводов изделия.. Существует два типа процессов прессовой сварки светодиодов.: Шаровая сварка золотой проволокой и прессовая сварка алюминиевой проволоки. На рисунке справа показан процесс прессовой сварки алюминиевой проволоки.. Первый, нажмите первую точку на электроде светодиодного чипа, затем потяните алюминиевый провод к верху соответствующего кронштейна, нажмите вторую точку, а затем сломайте алюминиевую проволоку. В процессе шариковой сварки золотой проволокой, шарик сгорает до нажатия первой точки, а в остальном процесс аналогичен. Сварка давлением — ключевое звено в технологии упаковки светодиодов. Главное, за чем нужно следить в процессе, — это форма дуги золотой проволоки. (алюминиевая проволока), форма паяного соединения, и напряжение. Углубленное исследование процесса сварки давлением включает в себя множество аспектов., например, золото (алюминий) материал проволоки, ультразвуковая мощность, давление сварки давлением, выбор сплиттера (стальное сопло), траектория движения сплиттера (стальное сопло), и так далее. (На рисунке ниже представлена микроскопическая фотография паяных соединений, прижатых двумя разными сплиттерами в одинаковых условиях.. Существуют различия в микроструктуре этих двух, что влияет на качество продукции.) Мы не будем повторять это здесь.
(9). Светодиодная упаковка с дозированием клея в основном включает дозирование клея., заливка, и лепка. По сути, трудности в управлении процессом — это пузыри, несколько недостающих материалов, и черные пятна. При проектировании основное внимание уделяется выбору материалов, а также выбору эпоксидной смолы и кронштейнов с хорошей комбинацией.. (Светодиоды общего назначения не могут пройти испытание на герметичность.) Как показано на правом рисунке, TOP-LED и Side-LED подходят для дозирования клея.. Упаковка с ручным дозированием требует высокого уровня обслуживания. (специально для светодиодов белого света). Основная трудность – контролировать количество дозирования., потому что эпоксидка загустеет во время использования. При использовании светодиодов белого света также возникает проблема осаждения люминофора, вызывающего разницу в цвете света..
(10). Клеевая инкапсуляция
Инкапсуляция лампы-светодиода принимает форму инкапсуляции. Процесс инкапсуляции заключается в первом впрыскивании жидкой эпоксидной смолы в полость формования светодиода., затем вставьте прижатый кронштейн светодиода, поставьте в духовку, чтобы эпоксидка затвердела, а затем извлеките светодиод из полости, чтобы сформировать его.
(11). Литая упаковка
Поместите прессованный кронштейн светодиода. Поместите его в форму., закрыть верхнюю и нижнюю формы с помощью гидравлического пресса и вакуумировать их.
Поместите твердую эпоксидную смолу во вход инжекционного канала., нагреть его, и вдавите его в канал формы с помощью гидравлического толкателя.. Эпоксидная смола проникает в каждую канавку светодиода вдоль канала и затвердевает..
(12). Отверждение и постотверждение
Отверждение означает отверждение инкапсулированной эпоксидной смолы.. Общие условия отверждения эпоксидной смолы составляют 135 ℃ для 1 час. Формованная упаковка обычно имеет температуру 150 ℃. 4 minutes.
(13). Пост-отверждение
Целью отверждения является полное отверждение эпоксидной смолы и термическое старение светодиода.. Постотверждение очень важно для улучшения прочности сцепления между эпоксидной смолой и брекетом. (печатная плата). Общие условия составляют 120 ℃ для 4 часов.
(14). Нарезка и нарезка кубиками
Так как светодиоды соединены вместе (не индивидуально) во время производства, В инкапсулированных светодиодах используется резка, чтобы отрезать соединительные ребра кронштейна светодиода.. SMD-LED находится на печатной плате., и для выполнения работ по разделению необходима машина для нарезки кубиками. (15). Тестирование
Проверьте фотоэлектрические параметры светодиода, проверьте внешние размеры, и сортируем светодиодную продукцию в соответствии с требованиями заказчика.
(16). Упаковка
Пересчитайте и упакуйте готовую продукцию. Ультраяркие светодиоды требуют антистатической упаковки..