Как се правят светодиоди

Още през 2007 г. в един от докладите на Пекинската конференция на Международната комисия по осветление беше подчертано значението на икономичността и екологичността както на вече използвани, така и на все още разработвани, по-модерни осветителни продукти.

Основният акцент бе направен от говорителите върху по-рационалното и ефективно използване на светлината. И това изобщо не беше призив за някакво намаляване на осветеността. Като една от най-важните стъпки към тази цел е изтъкнато разработването и прилагането на енергийно по-ефективни и екологично чисти източници на светлина - светодиоди.

Високотехнологична индустрия

Светодиодите са полупроводникови електрически продукти, проектирани да приемат светлина поради електрическия ток, преминаващ през pn кръстовището. Но не всяко pn кръстовище излъчва светлина.

За да се получи светлина от полупроводник, трябва да бъдат изпълнени определени условия: забранената преходна зона на полупроводника трябва да бъде толкова широка, че енергията на получените кванти да е близка до енергията на кванти на видимата светлина, а вероятността за излъчване в процеса на рекомбинация на двойки електрон-дупка трябва да бъде висока.

За да се съобразят с тези условия, произведеният кристал трябва да има минимум дефекти, водещи до рекомбинация на електрони с дупки без излъчване. Това не е лесно за постигане, просто p-n кръстовище няма да е достатъчно, трябва да създадете многослойни полупроводникови структури - хетероструктури, които между другото поставиха основата на нов етап в развитието на технологията на производство на светодиоди.

Създаването на светодиоди е изпълнено с определени препятствия, защото тази осветителна индустрия непрекъснато се развива и все още няма определени установени регулации в нея.

Производственият процес на светодиодите, както и методите за директната им работа, все още не са обект на някои общи документи, поради което всеки голям производител разработва свои собствени принципи за подбор на подходящите продукти.

Няма международни споразумения. И въпреки че през последните години са постигнати някои много положителни резултати, все още няма унифицирани изисквания за led технологията. И сега ще разберете всичко, тъй като ние ще разгледаме допълнително технологията за производство на LED стъпка по стъпка.

Образуване на кристали

Кристалният светодиод се отглежда. Ключовият процес в цялата тази верига се нарича органометална епитаксия, при която ориентиран растеж на епитаксиален кристал се осъществява върху субстрата.

Полупроводникът се отглежда чрез термична пиролиза (разлагане) на органометални съединения, които съдържат необходимите химични елементи. Тук присъствието на чисти газове е задължително, чието присъствие се осигурява от съвременните инсталации.

Порасналият слой трябва да има определена дебелина, която се контролира по време на процеса на епитаксия. В този случай структурата на повърхността на основата трябва да бъде хомогенна.

Надеждните и висококачествени инсталации за епитаксиален растеж са много скъпи, а процесът на получаване на висококачествени материали за производството на висококачествени светодиоди продължава повече от една година.

Изработка на чипове

За да се получи чип, кристалът, отглеждан върху субстрата, се подлага на ецване, след това се създават контакти и получената проба се нарязва на парчета. Това се нарича "равнинна обработка на филми". Целият филм е нарязан на хиляди малки чипове.

Сортиране на чипове

Сортирането на нарязан чипс се нарича binning. Фасулът е групи. Сортирането е много важно, но често се забравя, анализирайки процеса на създаване на светодиоди.

Долната линия е, че при всяко производство е важно да изберете висококачествени продукти, както и да сортирате продукта според параметри, според определени критерии, което е особено важно за светодиодите. На етапите на епитаксията и след рязането е невъзможно да се получат хиляди кристали (чипове), които са абсолютно идентични по характеристики.

По един или друг начин техните характеристики ще варират и ще се появят в някои доста широк диапазон от параметри. Ето защо чиповете трябва да бъдат сортирани според характеристиките в групи (кошчета), така че във всяка група да има чипове с определена стойност на някакъв параметър, подходящи за изискванията на обхвата на определена група: по дължина на вълната, по напрежение, по светещ поток и т.н. ,

В резултат на биндинг светодиодите ще бъдат разделени по приложение и дори по име. Някои ще отидат за някои цели, други за други. Кръгът на потребителите на продукта ще се разшири.

Почти завършен светодиод

На последния етап от технологичната верига се получава готов светодиод. Тук се създава тялото на бъдещия източник на светлина, изводите са споени, избран е подходящ фосфор. Оптичната система, формата и параметрите на обектива са избрани.

Лещите са изработени от различни материали (епоксидна смола, пластмаса, силикон). В зависимост от изискванията се избира материалът на оптичната система. Изискванията са много широки, защото именно оптичната система ще играе решаваща роля за това как ще бъде насочен светлинният поток, какъв ще бъде плътният ъгъл и т.н.

Характеристики на обектива

Лещите трябва да бъдат възможно най-прозрачни, да предават светлина в целия видим диапазон. В този случай лещата трябва да се прилепва добре към материала на печатаната платка, да бъде термостабилна през целия експлоатационен живот. Това означава, че лещата не трябва да се влияе от излъчването на кристала и химическите ефекти на фосфора, ако се използва.

Производственият процес на светодиоди в завод OPTOGAN:

светодиоди

Светодиодите не напразно се считат за най-добрите източници на светлина. Те се характеризират с ниска консумация на енергия, отсъствие на вредни компоненти като живак, безопасно захранващо напрежение, висока надеждност, компактност и други полезни качества.

Именно светодиодите ви позволяват да изграждате осветителни системи и осветителни тела с различни форми и размери, с високо качество: прожектори, LED ленти, лампи, лампи, панели и др.

Едно е неоспоримо - светодиодната посока в осветителната индустрия се развива динамично в целия свят. Технологиите са обект на внимание на висококвалифицирани специалисти и учени от много страни. В близко бъдеще определено ще бъдат постигнати още по-впечатляващи показатели.

Вижте също по тази тема:

Видове, характеристики, маркиране на SMD светодиоди

Видове, устройство и характеристики на LED ленти