Napredna postrojenja Efikasna proizvodnjaPrimjena LED ultrazvučnih svjetla i dalje se širi, prvo ulazeći na tržište specijalne rasvjete i krećući se prema tržištu opće rasvjete. Zbog kontinuiranog povećanja ulazne snage LED čipova, viši zahtjevi se postavljaju na tehnologiju pakiranja ovih LED dioda. Tehnologija LED pakiranja za napajanje treba da zadovolji sljedeća dva zahtjeva: Prvo, struktura paketa trebala bi imati visoku efikasnost vađenja svjetlosti, i drugo, toplinski otpor treba biti što niži, kako bi se osigurali fotoelektrični rad i pouzdanost LED-a za napajanje.
Ako se kao izvor osvjetljenja koristi poluvodička LED, svjetlosni tok konvencionalnog proizvoda daleko je od izvora svjetlosti opće namjene, poput žarulje sa žarnom niti ili fluorescentne. Zato je za razvoj LED-ova u području rasvjete ključno povećanje svjetlosne učinkovitosti i svjetlosnog toka do razine postojećih izvora svjetlosti. Epitaksijalni materijali koji se koriste za napajanje LED koriste MOCVD tehnologiju epitaksijalnog rasta i višestruke kvantne strukture bušotine. Iako se interna kvantna učinkovitost mora poboljšati, najveća prepreka za postizanje visokog svjetlosnog toka je slaba efikasnost ekstrakcije svjetla čipa. Postojeći LED dizajn dizajna usvaja novu strukturu lemljenja flip chipa za poboljšanje efikasnosti ekstrakcije svjetla čipa, poboljšanje toplotnih karakteristika čipa i povećanje učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe uređaja povećanjem površine čipa i povećanjem radne struje. Veći svjetlosni tok. Osim čipa, važna je i tehnologija pakiranja uređaja. Ključni procesi tehnologije pakiranja su:
Tehnologija raspodjele topline
Tradicionalna struktura LED indikatora tipa paketa obično koristi provodni ili neprovodni ljepilo za postavljanje čipa u reflektirajuću šalicu male veličine ili na nosivi stol. Zlatna žica koristi se za dovršavanje unutrašnje i vanjske veze uređaja i inkapsulirana je epoksidnom smolom. Njegov toplinski otpor iznosi čak 250 ° C / W ~ 300 ° C / W. Ako novi strujni čip usvoji tradicionalni oblik paketa LED, temperatura spajanja će brzo porasti i epoksidna karbonizacija će požutjeti zbog lošeg rasipanja topline. Ubrzano svjetlo propada do neuspjeha, čak i zbog stresa uzrokovanog brzim termičkim širenjem uzrokovanim ispadanjem iz otvorenog kruga.
Stoga je za električni LED čip s velikom radnom strujom nova struktura paketa s niskim toplinskim otporom, dobrim rasipanjem topline i malim naponom tehnički ključ LED uređaja za napajanje. Čip se može vezati materijalom sa malim otporom i velikom toplotnom provodljivošću; u donji dio čipa dodaje se bakreni ili aluminijski hladnjak, a za ubrzanje rasipanja topline koristi se polukapsulirana struktura; pa čak je i sekundarni hladnjak dizajniran da smanji toplinski otpor uređaja. Unutar uređaja, napunjenog fleksibilnom silikonskom gumom visoke transparentnosti, unutar temperaturnog opsega silikonske gume (uglavnom -40 ° C ~ 200 ° C), gel se neće otvoriti zbog naglih promjena temperature, te se neće pojaviti žuti fenomen . Materijali za dijelove također trebaju uzeti u obzir njihova termička i termička svojstva kako bi postigli dobra opća termička svojstva.
Tehnologija sekundarnog optičkog dizajna
Da bi se poboljšala efikasnost ekstrakcije svjetlosti na uređaju, dizajnirana je dodatna reflektirajuća čaša i više optičkih sočiva.
Power LED tehnologija bijelog svjetla
Postoje tri uobičajena metoda za postizanje bele svetlosti:
(1) Plavi čip obložen je YAG fosforom, plava svjetlost čipa pobuđuje fosfor emitira žuto-zelenu svjetlost od 540 nm ~ 560 nm, a žuto-zelena i plava svjetlost sintetiziraju bijelu svjetlost. Metoda je relativno jednostavna za pripremu, velike učinkovitosti i praktična. Nedostatak je što je konzistencija tkanine loša, fosfor se lako taloži, jednoličnost svjetlosne površine je loša, ton boje nije ujednačen, temperatura u boji je visoka, a isticanje boja nije idealno.
(2) RGB tri osnovne boje Višestruki čipovi ili više uređaja emitiraju svjetlost da formiraju bijelu svjetlost ili koriste plavu + žutu zelenu dvostruku komplementarnu boju za proizvodnju bijele svjetlosti. Sve dok se toplina rasipa, bijela svjetlost proizvedena ovom metodom je stabilnija od prethodne metode, ali vožnja je složenija, a također se uzimaju u obzir i brzine propadanja svjetlosti različitih žetona u boji.
(3) Nanesite RGB fosfor na čip ultraljubičastog svetla, a ljubičastom ljubičicom uzbudite fosfor kako biste proizveli tri osnovne boje za formiranje bijele svjetlosti. Zbog niske učinkovitosti trenutnih UV čipova i RGB fosfora još nije stigao do praktične faze.
Smatramo da se moraju riješiti sljedeći tehnički problemi da bi se realizirala industrijalizacija W-klase LED proizvoda za osvjetljenje:
1. Kontrola praškastog premaza: Način premazivanja koji se koristi u postupku LED čipa + fosfora obično je da se fosfor pomiješa sa ljepilom, a zatim se nanese na čip dispenzerom. Tijekom rada, s obzirom na to da je viskoznost nosačkog gela dinamički parametar, specifična težina fosfora veća je od one nosećeg gela, te preciznosti raspršivača i točnosti dozatora, kontrole ujednačenosti količina presvlake fosfora je teška, što rezultira bijelom svjetlošću. Neravnomerna boja.
2, fotoelektrični parametri filma: karakteristike poluvodičkog procesa, isti materijal može odrediti optičke parametre (poput talasne dužine, intenziteta svjetlosti) i električne (poput naprijed napona) razlike u parametrima između istog vafelnog čipa. To se posebno odnosi na RGB trihromatske čipove, koji imaju veliki utjecaj na bijele parametre kromatičnosti. Ovo je jedna od ključnih tehnologija koja se mora riješiti u industrijalizaciji.
3. Kontrola parametara kromatičnosti svjetlosti prema zahtjevima primjene: Za različite svrhe, zahtjevi za koordinatama boja, temperaturu boje, prikazivanjem boja, optičkom snagom (ili intenzitetom svjetlosti) i prostornom raspodjelom svjetlosti bijelih LED dioda su različiti. Kontrola gornjih parametara uključuje suradnju različitih faktora kao što su struktura proizvoda, postupak postupka i materijali. U industrijskoj proizvodnji važno je kontrolirati gore navedene faktore kako biste dobili proizvode koji udovoljavaju zahtjevima primjene i imaju dobru konzistenciju.
Tehnologija i standardi za testiranje
Razvojem tehnologije izrade električnih čipova W klase i bijele LED tehnologije, LED proizvodi postepeno ulaze na (posebno) tržište rasvjete. Tradicionalni standardi testiranja parametara LED proizvoda i metode ispitivanja koje se koriste za prikaz ili indikaciju više ne mogu zadovoljiti potrebe aplikacija za osvjetljenjem. Proizvođači poluvodičke opreme u zemlji i inozemstvu također su lansirali vlastite ispitne instrumente. Postoje određene razlike u principima, uvjetima i standardima ispitivanja koje koriste različiti instrumenti, što povećava poteškoće i složenost testne aplikacije i rada usporedbe performansi proizvoda.
Kinesko udruženje industrije optičke optoelektronike Podružnica Pododbora za optoelektroniku objavila je "Metodu testiranja (testiranja) za LED" 2003. godine u skladu s potrebama razvoja proizvoda LED. Ova metoda ispitivanja dodala je propise o LED kolorimetrijskim parametrima. Međutim, LED diode moraju se proširiti na industriju rasvjete. Uspostavljanje standarda proizvoda za LED osvjetljenje je važno sredstvo industrijske standardizacije.
Zaslonska tehnologija i osiguranje pouzdanosti
Zbog ograničenja izgleda svetiljke, montažni prostor LED-a za osvetljenje je zapečaćen i ograničen, a zapečaćeni i ograničeni prostor nije pogodan za rasipanje topline LED, što znači da je okruženje za osvetljenje LED-a inferiorni su od uobičajenih LED proizvoda i zaslona. Uz to, LED za osvjetljavanje radi pod pogonom velike struje, što mu postavlja veće zahtjeve za pouzdanost. U industrijskoj proizvodnji potrebno je provesti odgovarajuće termičko starenje, šok temperaturnog ciklusa, testirati testove procesa provjere starenja za različite namjene proizvoda i eliminirati proizvode ranih kvarova kako bi se osigurala pouzdanost proizvoda.
Tehnologija električne zaštite
Budući da je GaN materijal širokog pojasa, otpornost je velika, a inducirani naboji nastali statičkim elektricitetom u procesu proizvodnje ne gube se lako, a akumuliraju se u velikoj mjeri i može se stvoriti visoki elektrostatički napon. Kada je premašena sposobnost materijala da izdrži, dolazi do pojave loma i pojavljivanja pražnjenja. Plavi čip safirne podloge ima pozitivne i negativne elektrode na čipu s malim tonom. Za dvostruku heterojunkciju InGaN / AlGaN / GaN, aktivni tanki sloj InGaN iznosi samo nekoliko desetaka nanometara, a mogućnost elektrostatičkog izdržavanja je mala, što je izuzetno jednostavno. Rastavlja se statičkim elektricitetom kako bi se onemogućio uređaj.
Stoga je u industrijskoj proizvodnji prikladna prevencija statičkog elektriciteta koja direktno utječe na prinos proizvoda, pouzdanost i ekonomske koristi. Postoji nekoliko tehnika za sprečavanje statičkog elektriciteta:
1. Poduzmite mjere predostrožnosti protiv prijenosa, slaganja i sl. Ljudskog tijela, platforme, zemlje, prostora i proizvoda za proizvodnju i upotrebu. Sredstva su antistatička odjeća, rukavice, narukvice, cipele, jastučići, kutije, jonski ventilatori, instrumenti za testiranje itd.
2. Dizajnirajte elektrostatički zaštitni krug na čipu.
3. Montirajte zaštitni uređaj na LED.
Trenutno stanje energetske LED ambalaže
LED-ovi za napajanje dijele se na LED-ove za napajanje i W-klase. Ulazna snaga LED snage za napajanje je manja od 1W (osim za desetine miliwata LED-a za napajanje); ulazna snaga LED snage W klase jednaka je ili veća od 1W.
Strane LED tehnologije pakiranja
(1) LED za napajanje
HP je najprije uveo LED strukture paketa "Piranha" početkom 1990-ih, a poboljšani "SnapLED" predstavio je 1994. Ima dvije radne struje, 70mA i 150mA, a ulazna snaga može doseći 0,3W. Tada je OSRAM predstavio "PowerTOPLED". Kasnije su neke kompanije predstavile raznovrsnu strukturu LED paketa. LED snage ove strukture nekoliko su puta veće od LED ulazne snage originalnog paketa, a toplinski otpor se smanjuje za djelić.
(2) LED klase W snage
LED snage W klase osnovni su dio buduće rasvjete, tako da su velike svjetske kompanije uložile mnogo snage u istraživanje i razvoj tehnologije pakiranja W-klase LED snage.
Jednosmjerni LED za napajanje W klase prvi je predstavio Lumileds 1998. godine. Strukturu paketa karakteriše termoelektrično odvajanje. Flip čip je direktno lemljen na hladnjak silikonskim nosačem, a koristi se reflektirajuća čaša i optička. Nove strukture i materijali poput leća i fleksibilnog prozirnog ljepila sada su dostupni u LED-ima velike snage s jedno-čipnim 1W, 3W i 5W. OSRAM je 2003. godine lansirao jednorednu seriju LED-ova „GoldenDragon“, koju karakterišu toplotni sudoperi i metali. Električna pločica je u izravnom kontaktu i ima dobre performanse raspodjele topline, a ulazna snaga može doseći 1W.
LED velike snage sa paketom s više čipova dostupne su u mnogim strukturama i paketima. 2001. godine korporacija UOE predstavila je seriju LED-ova Norlux u više čip pakovanju sa šesterokutnom aluminijskom pločom kao podlogom. 2003. godine, LaninaCeramics predstavila je LED-niz velike snage pakiran na vlasničkoj tehnologiji sinterovane keramike niske temperature (LTCC-M) na metalnim podlogama. 2003. godine Panasonic je lansirao beli LED velike snage koji je upakovan u kombinaciju 64 čipa. 2003. godine, Nichia Corporation objavila je da je to najsjajniji bijeli LED na svijetu, sa svjetlosnim fluksom od 600 lm i izlaznim snopom od 1000 lm. To je 30W, maksimalna ulazna snaga je 50W, a bijeli LED modul koji pruža izložbu ima svjetlosnu efikasnost od 33lm / W.
Što se tiče LED velike snage sa kombinacijom više čipova, mnoge tvrtke kontinuirano razvijaju nove proizvode s novom strukturom i pakiranjem u skladu sa stvarnom potražnjom na tržištu, a njihova brzina razvoja je vrlo brza.
Domaća LED tehnologija pakiranja
Domaći proizvodi za pakiranje LED su kompletniji. Prema preliminarnim procjenama, u Kini postoji više od 200 tvornica pakiranja LED-a, kapaciteta ambalaže više od 20 milijardi godišnje, a sposobnost pakiranja je takođe vrlo jaka. Međutim, mnoge tvornice ambalaže su privatne kompanije koje su malih razmjera. Međutim, LED serije velike snage LED kapsulirane tehnologijom MetalConding u kineskoj korporaciji Tajland UEC (Nacionalna unija) karakterišu se zamjenom GaAs podloge Si, osiguravanjem dobrog raspodjele topline i korištenjem metalnog vezivnog sloja kao sloja refleksije svjetla za poboljšanje izlaz svjetlosti. .
Za istraživanje i razvoj LED tehnologije pakiranja velike snage, zemlja nije zvanično podržala investiciju, a domaće istraživačke jedinice rijetko interveniraju. Snaga ulaganja i istraživanja (radna snaga i financijska sredstva) ambalažnih poduzeća još uvijek nije dovoljna, što stvara slabi domaći razvoj tehnologije pakiranja. Tehnički nivo ambalaže i dalje je prilično različit od nivoa stranih zemalja.