YUANNENGJI Vad är LED?
LED är Light Emitting Diode på engelska, som är en halvledarfast ljusemitterande enhet. Den använder solida halvledarchips som ljusemitterande material. När en framåtspänning appliceras i båda ändarna, bärarna i halvledaren rekombinerar för att orsaka fotonemission och generera ljus. LED kan direkt avge rött, gul, blå, grön, cyan, orange, purpur, och vitt ljus. Den första kommersiella dioden tillverkades i 1960. Dess grundläggande struktur är ett stycke elektroluminescerande halvledarmaterial, placeras på ett ställ med ledningar, och förseglade sedan med epoxiharts runt för att skydda den interna kärntråden, så LED har bra seismiskt motstånd. 2. Varför är LED den fjärde generationens ljuskälla (grön belysning )?
Klassificering av elektriska ljuskällors ljusemitterande mekanism:
Första generationens ljuskällor: resistor ljusemitterande såsom glödlampor.
Andra generationens ljuskällor: ljusbåge och gasljusavgivande såsom natriumlampor.
Tredje generationens ljuskällor: fosforljusavgivande såsom lysrör.
Fjärde generationens ljuskällor: halvledarchips ljusemitterande såsom lysdioder.
Vilka är de ljusemitterande mekanismerna och arbetsprinciperna för lysdioder?
Ljusemitterande dioder är gjorda av föreningar i gruppen III-IV, såsom GaAs (galliumarsenid), Gap (galliumfosfid), GaAsP (galliumarsenidfosfid) och andra halvledare, och deras kärna är en PN-övergång. Därför, den har I-N-egenskaperna för en allmän P-N-övergång, det vill säga, framåtledning, omvänd avstängning, och nedbrytningsegenskaper. Dessutom, under vissa förutsättningar, den har också ljusavgivande egenskaper. Under framåtspänning, elektroner injiceras från N-regionen in i P-regionen, och hål injiceras från P-regionen in i N-regionen. En del av minoritetsbärarna (minoritetsbärare) som kommer in i det andra området kombineras med majoritetsföretagen (majoritetsföretag) att avge ljus.
Vilka är de optiska egenskaperna hos LED?
(1) Ljuset som sänds ut av LED är varken monokromatiskt eller bredbandigt, men en balans mellan de två.
(2) LED-ljuskällan liknar en punktljuskälla men inte en punktljuskälla.
(3) Färgen på ljuset som sänds ut av LED varierar med den rumsliga riktningen.
(4) Övergångstemperaturen för lysdioden under konstant strömdrift påverkar starkt framspänningen VF.
Vilka är de olika sätten att konstruera LED?
Lysdioder har olika kemiska sammansättningar på grund av deras olika färger:
Till exempel, röd: aluminium-indium-gallium-fosfid
Grönt och blått: indium-gallium-nitrid
Vita och andra färger görs genom att blanda de tre primärfärgerna RGB i lämpliga proportioner. Tillverkningsprocessen för LED liknar den för halvledare, men bearbetningsnoggrannheten är inte lika bra som för halvledare, och den nuvarande kostnaden är fortfarande relativt hög.
Vilka är våglängderna för olika färger?
Den spektrala våglängdsfördelningen för flera vanliga ultraljusa lysdioder i Kina är 460-636nm, och våglängderna är blå, grön, gulgrön, gul, gul-orange, och röd från kort till lång. De typiska toppvåglängderna för flera vanliga färg-LED är:
Blå – 470nm,
Blågrön – 505nm,
Grön – 525nm,
Gul – 590nm,
Orange – 615nm,
Röd – 625nm.
Vilka är förpackningsmetoderna för LED?
Förpackningsmetod:
(1) Pin-typ (Lampa) LED-förpackning,
(2) Ytmontering (SMD) typ ( SMT-LED) förpackning,
(3) Chip-on-board (MAJSKOLV) LED förpackning,
(4) System-i-Pack (Smutta) LED-förpackning
(5) Wafer bonding och chip bonding.
Vilka är klassificeringsmetoderna för LED?
1. Enligt färgen på det ljusemitterande röret
Enligt färgen på det ljusemitterande röret, det kan delas upp i rött, orange, grön (vidare uppdelad i gulgrön, standardgrönt och rent grönt), blått ljus, etc. Dessutom, vissa lysdioder innehåller två eller tre färger av chips.
Beroende på om lysdioden är dopad med spridningsmedel eller inte, och om den är färgad eller färglös, de ovan nämnda lysdioderna i olika färger kan också delas in i fyra typer: färgad transparent, färglös genomskinlig, färgad spridning och färglös spridning. Lysdioder av spridningstyp och används som indikatorlampor.
2. Enligt egenskaperna hos den ljusemitterande ytan på det ljusemitterande röret
Enligt egenskaperna hos den ljusemitterande ytan på det ljusemitterande röret, den kan delas in i runda lampor, fyrkantiga lampor, rektangulära lampor, ytljusavgivande rör, laterala rör, ytmonterade mikrorör, etc. Cirkulära lampor klassificeras i φ2mm, φ4,4 mm, φ5 mm, φ8mm, φ10mm och φ20mm beroende på deras diametrar. I främmande länder, φ3mm lysdioder registreras vanligtvis som T-1; φ5mm som T-1(3/4); och φ4,4 mm som T-1(1/4). Halvvärdesvinkeln kan användas för att uppskatta vinkelfördelningen av cirkulär ljusstyrka. Det finns tre typer baserade på vinkelfördelningen av ljusstyrka:
(1) Hög riktverkan. Generellt, det är en spetsig epoxiförpackning eller en förpackning med ett reflekterande hålrum i metall, och inget spridningsmedel tillsätts. Halvvärdesvinkeln är 5°~20° eller mindre, med hög riktning. Den kan användas som en lokal ljuskälla, eller används i kombination med en ljusdetektor för att bilda ett automatiskt detekteringssystem.
(2) Standardtyp. Används vanligtvis som indikatorlampa, dess halvvärdesvinkel är 20°~45°.
(3) Spridningstyp. Detta är en indikatorlampa med en större betraktningsvinkel, en halvvärdesvinkel på 45°~90° eller mer, och en större mängd spridningsmedel.
3. Enligt strukturen på den lysande dioden
Enligt strukturen på den lysande dioden, det finns full epoxi inkapsling, metallbaserad epoxiinkapsling, keramisk bas epoxiinkapsling och glasinkapsling.
4. Beroende på ljusstyrka och arbetsström
Beroende på ljusstyrka och arbetsström, det finns vanliga lysdioder (ljusstyrka>10mcd); lysdioder med ultrahög ljusstyrka (ljusstyrka<100mcd); ljusstyrkan mellan 10 och 100mcd kallas High brightness light emitting diode. Arbetsströmmen för allmän LED är mellan tiotals mA och tiotals mA, medan arbetsströmmen för lågströms-LED är under 2 mA (ljusstyrkan är densamma som för ett vanligt ljusemitterande rör).
Förutom ovanstående klassificeringsmetoder, Det finns även klassificeringsmetoder efter spånmaterial och funktion.
Vilka är produktionsprocessstegen för LED?
1. Behandla:
a) Rengöring: Använd ultraljudsrengöring av PCB eller LED-fäste och torkning.
b) Montering: Förbered silverlim på den nedre elektroden på LED-rörets kärna (stor oblat) och utöka den. Placera den expanderade rörkärnan (stor oblat) på kristallbordet. Använd en kristallpenna för att installera rörkärnan en efter en på motsvarande dyna av PCB eller LED-fäste under ett mikroskop, och sedan sintra för att stelna silverlimmet.
c) Trycksvetsning: Använd aluminiumtråds- eller guldtrådssvetsmaskin för att ansluta elektroden till LED-rörets kärna som en ledning för ströminjektion. LED är direkt monterad på PCB, använder vanligtvis aluminiumtrådssvetsmaskin. (Guldtrådssvetsmaskin behövs för att göra vitt ljus TOP-LED)
d) Förpackning: Använd epoxi för att skydda LED-kärnan och svetstråden genom dispensering. Dispensering på PCB-kort har strikta krav på formen av kolloid efter härdning, vilket är direkt relaterat till ljusstyrkan hos den färdiga bakgrundsbelysningskällan. Denna process kommer också att åta sig uppgiften att dispensera fosfor (vitt ljus LED).
e) Svetsning: Om bakgrundsbelysningskällan är SMD-LED eller annan förpackad LED, LED-lampan måste svetsas till PCB-kortet innan monteringsprocessen.
f) Filmklippning: Använd en stansmaskin för att stansa olika diffusionsfilmer, reflekterande filmer, etc. krävs för bakgrundsbelysningskällan.
g) Montering: Enligt kraven i ritningen, installera olika material för bakgrundsbelysningskällan manuellt i rätt position.
h) Testning: Kontrollera om de fotoelektriska parametrarna och ljuslikformigheten hos bakgrundsbelysningskällan är bra.
2. LED-förpackningens uppgift
är att ansluta den externa ledningen till elektroden på LED-chippet, skydda LED-chippet samtidigt, och spela en roll för att förbättra ljusextraktionseffektiviteten. Nyckelprocesserna ökar, pressning och förpackning.
3. LED-förpackning Form
LED-förpackningsformer kan sägas vara varierande, huvudsakligen enligt olika tillämpningsscenarier med motsvarande yttre dimensioner, värmeavledningsåtgärder och ljuseffekter. Lysdioder klassificeras i Lamp-LED, TOP-LED, Sido-LED, SMD-LED, High-Power-LED, etc. enligt förpackningsformulär.
4. LED-förpackningsprocessflöde
5. Förpackningsprocessbeskrivning
(1). Spåninspektion
Mikroskopisk inspektion: om det finns mekaniska skador och gropar (lockhill) på materialets yta, om chipstorleken och elektrodstorleken uppfyller processkraven, och om elektrodmönstret är komplett.
(2). Chip expansion
Eftersom LED-chips fortfarande är tätt anordnade och avståndet är mycket litet (ca 0,1 mm) efter tärning, det är inte gynnsamt för driften av den efterföljande processen. Vi använder en filmexpanderare för att expandera filmen av det bundna chipet, så att avståndet mellan LED-chippet sträcks till ca 0,6 mm. Manuell expansion kan också användas, men det är lätt att orsaka problem som spånfall och avfall.
(3). Limdispensering
Applicera silverlim eller isolerande lim på motsvarande position för LED-fästet. (För GaAs och SiC ledande substrat, röd, gul, och gulgröna chips med bakelektroder, silverlim används. För blå och gröna LED-chips med isolerande safirsubstrat, isoleringslim används för att fixera spånen.) Svårigheten med processen ligger i kontrollen av mängden lim som dispenseras. Det finns detaljerade processkrav för kolloidens höjd och placeringen av limdispenseringen. Eftersom silverlim och isolerlim har stränga krav på förvaring och användning, uppvaknandet, omrörning, och användningstid för silverlim är alla frågor som måste uppmärksammas i processen.
(4). Limberedning
Till skillnad från limdispensering, limberedning är att använda en limberedningsmaskin för att först applicera silverlim på den bakre elektroden på lysdioden, och installera sedan lysdioden med silverlim på baksidan på LED-fästet. Effektiviteten av limberedning är mycket högre än limdispensering, men inte alla produkter är lämpliga för limberedningsprocessen.
(5). Manuell prickning
Placera det utökade LED-chippet (med eller utan lim) på stickbordets fixtur, sätt LED-fästet under armaturen, och använd en nål för att sticka igenom LED-chipsen en efter en till motsvarande position under ett mikroskop. Jämfört med automatisk montering, manuell prickning har en fördel att det är lätt att byta ut olika marker när som helst, som är lämplig för produkter som behöver installera flera chips.
(6). Automatisk montering
Automatisk montering kombinerar faktiskt de två stegen limdispensering och spåninstallation. Först, silver lim (isolerande lim) appliceras på LED-fästet, och sedan sugs LED-chippet upp och flyttas till positionen med ett vakuummunstycke, och placeras sedan i motsvarande konsolläge. Huvudprocessen för automatisk montering är att vara bekant med utrustningens driftprogrammering, och samtidigt justera limdispenseringen och installationsnoggrannheten för utrustningen. Vid val av munstycke, Försök att använda bakelitmunstycken för att förhindra skador på ytan på LED-chippet, speciellt blå och gröna chips måste vara gjorda av bakelit. Eftersom stålmunstycket kommer att repa det aktuella diffusionsskiktet på spånets yta.
(7). Sintring
Syftet med sintring är att stelna silverlimmet. Sintring kräver temperaturövervakning för att förhindra batchdefekter. Temperaturen för silverlimsintring kontrolleras i allmänhet till 150 ℃ och sintringstiden är 2 timmar. Enligt faktiska förhållanden, den kan justeras till 170 ℃ för 1 timme. Det isolerande limmet är i allmänhet 150 ℃ för 1 timme. Silverlimsintringsugnen måste öppnas varje 2 timmar (eller 1 timme) att ersätta den sintrade produkten enligt processkraven. Den får inte öppnas efter behag i mitten. Sintringsugnen får inte användas för andra ändamål för att förhindra föroreningar.
(8). Presssvetsning
Syftet med presssvetsning är att leda elektroden till LED-chippet och slutföra anslutningen av produktens interna och externa ledningar. Det finns två typer av LED-presssvetsprocesser: kulsvetsning av guldtråd och presssvetsning av aluminiumtråd. Den högra bilden visar processen för presssvetsning av aluminiumtråd. Först, tryck på den första punkten på LED-chipelektroden, dra sedan aluminiumtråden till toppen av motsvarande fäste, tryck på den andra punkten och bryt sedan av aluminiumtråden. I färd med att svetsa guldtråd, en boll bränns innan du trycker på den första punkten, och resten av processen är liknande. Trycksvetsning är en nyckellänk inom LED-förpackningsteknik. De viktigaste sakerna som behöver övervakas i processen är bågformen på guldtråden (aluminiumtråd), formen på lödfogen, och spänningen. Fördjupad forskning om trycksvetsningsprocessen involverar många aspekter, såsom guld (aluminium) trådmaterial, ultraljudskraft, trycksvetsningstryck, val av splitter (stålmunstycke), splitterns rörelsebana (stålmunstycke), etc. (Bilden nedan är ett mikroskopiskt foto av lödfogarna pressade av två olika splitter under samma förhållanden. Det finns skillnader i mikrostrukturen hos de två, vilket påverkar produktkvaliteten.) Vi kommer inte att upprepa det här.
(9). Limdispensering LED-förpackningar inkluderar främst limdispensering, krukväxt, och gjutning. I grund och botten, svårigheterna med processtyrning är bubblor, flera saknade material, och svarta fläckar. Designen fokuserar främst på val av material och val av epoxi och konsoler med bra kombination. (Generella lysdioder klarar inte lufttäthetstestet) Som visas i den högra bilden, TOP-LED och Side-LED är lämpliga för limdispensering. Manuell dispensering av förpackningar kräver hög driftnivå (speciellt för vitt ljus LED). Den största svårigheten är att kontrollera mängden dispensering, eftersom epoxin kommer att tjockna vid användning. Dispensering av vitt ljus LED har också problemet med fosforutfällning som orsakar ljusfärgsskillnad.
(10). Liminkapsling
Lamp-LED-inkapsling antar formen av inkapsling. Inkapslingsprocessen är att först injicera flytande epoxi i LED-gjuthålet, Sätt sedan in det nedtryckta LED-fästet, sätt in den i en ugn för att låta epoxin stelna, och ta sedan bort lysdioden från kaviteten för att bilda den.
(11). Gjuten förpackning
Sätt in det pressade LED-fästet i Sätt in det i formen, stäng de övre och nedre formarna med en hydraulisk press och evakuera dem.
Sätt den fasta epoxin i ingången till injektionskanalen, värm den, och tryck in den i formkanalen med en hydraulisk tryckstång. Epoxin går in i varje LED-gjutspår längs kanalen och stelnar.
(12). Härdning och efterhärdning
Härdning avser härdning av den inkapslade epoxin. De allmänna epoxihärdningsförhållandena är 135 ℃ för 1 timme. Det gjutna paketet är i allmänhet vid 150 ℃ för 4 minuter.
(13). Efterhärdning
Syftet med härdningen är att helt härda epoxin och termiskt åldra lysdioden. Efterhärdning är mycket viktig för att förbättra bindningsstyrkan mellan epoxin och fästet (PCB). De allmänna villkoren är 120 ℃ för 4 timmar.
(14). Klippning och tärning
Eftersom lysdioder är sammankopplade (inte individuellt) under produktionen, Lampinkapslade lysdioder använder skärning för att skära av anslutningsribborna på LED-fästet. SMD-LED är på ett PCB-kort, och en tärningsmaskin behövs för att slutföra separationsarbetet. (15). Testning
Testa de fotoelektriska parametrarna för LED, kontrollera de yttre måtten, och sortera LED-produkterna efter kundens önskemål.
(16). Förpackning
Räkna och packa de färdiga produkterna. Ultraljusa lysdioder kräver antistatisk förpackning.