အဆင့်မြင့် Facilities ထိရောက်သောထုတ်လုပ်မှုPenerapan LED kecerahan ultra tinggi terus berkembang, pertama memasuki pasaran untuk pencahayaan khusus dan bergerak ke arah pasaran pencahayaan umum. Disebabkan peningkatan berterusan daya input cip LED, keperluan yang lebih tinggi diletakkan pada teknologi pembungkusan LED kuasa ini. Teknologi pembungkusan kuasa LED perlu memenuhi dua keperluan berikut: Pertama, struktur pakej perlu mempunyai kecekapan pengekstrakan cahaya yang tinggi, dan kedua, rintangan haba harus serendah mungkin, untuk memastikan prestasi fotoelektrik dan kebolehpercayaan kuasa LED.
Sekiranya LED semikonduktor digunakan sebagai sumber pencahayaan, fluks bercahaya produk konvensional jauh dari sumber cahaya umum seperti lampu pijar atau lampu pendarfluor. Oleh itu, untuk membangunkan LED dalam bidang pencahayaan, kunci adalah untuk meningkatkan kecekapan bercahaya dan fluks bercahaya ke tahap sumber pencahayaan yang sedia ada. Bahan epitaxial yang digunakan untuk LED kuasa menggunakan teknologi pertumbuhan epitax MOCVD dan pelbagai struktur telaga kuantum. Walaupun kecekapan kuantiti dalaman perlu ditingkatkan lagi, halangan terbesar untuk mendapatkan fluks berkilau tinggi adalah kecekapan pengekstrakan cahaya rendah cip. Reka bentuk LED kuasa yang sedia ada mengamalkan struktur pematerian cip flip baru untuk meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya cip, meningkatkan ciri-ciri haba cip, dan meningkatkan kecekapan penukaran fotoelektrik peranti dengan meningkatkan kawasan cip dan meningkatkan operasi semasa. Fluks bercahaya yang lebih tinggi. Selain cip, teknologi pembungkusan peranti juga penting. Proses teknologi pembungkusan utama adalah:
Teknologi pelesapan haba
Struktur pakej LED jenis penunjuk tradisional biasanya menggunakan gam konduktif atau tidak konduktif untuk melancarkan cip dalam cawan reflektif bersaiz kecil atau di atas meja pembawa. Wayar emas digunakan untuk melengkapkan sambungan dalaman dan luaran peranti dan dikemas dengan resin epoksi. Rintangan habanya setinggi 250 ° C / W ~ 300 ° C / W. Sekiranya cip kuasa baru menggunakan bentuk pakej LED tradisional, suhu persimpangan akan meningkat dengan cepat dan pengkarosan epoxy akan bertukar menjadi kuning disebabkan oleh pelesapan haba yang buruk. Dipecahkan kerosakan cahaya sehingga kegagalan, walaupun disebabkan oleh tekanan yang disebabkan oleh pengembangan haba yang cepat yang disebabkan oleh kegagalan litar terbuka.
Oleh itu, untuk cip kuasa LED dengan arus operasi yang besar, struktur pakej baru dengan rintangan haba rendah, pelesapan haba yang baik dan tekanan rendah adalah kunci teknikal peranti LED kuasa. Cip boleh terikat dengan bahan dengan kerintangan rendah dan kekonduksian terma yang tinggi; sinki tembaga atau aluminium ditambahkan ke bahagian bawah cip, dan struktur separa terkumpil digunakan untuk mempercepat pelesapan haba; dan bahkan sink haba sekunder direka untuk mengurangkan rintangan haba peranti. Di dalam peranti itu, dipenuhi dengan getah silikon yang fleksibel dengan ketelusan yang tinggi, dalam julat suhu getah silikon (secara amnya -40 ° C ~ 200 ° C), gel tidak akan dibuka kerana perubahan suhu yang tiba-tiba, dan tidak akan muncul fenomena kuning . Bahan bahagian juga perlu mengambil kira sifat terma dan haba mereka untuk mencapai sifat haba keseluruhan yang baik.
Teknologi reka bentuk optikal sekunder
Untuk meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya peranti, cermin reflektif tambahan dan pelbagai kanta optik direka bentuk.
Kuasa LED teknologi cahaya putih
Terdapat tiga cara biasa untuk mencapai cahaya putih:
(1) Cip biru disalut dengan fosfor YAG, cahaya biru cip menghiburkan fosfor untuk memancarkan cahaya hijau kuning 540 nm ~ 560 nm, dan cahaya kuning-hijau dan cahaya biru mensintesiskan cahaya putih. Kaedah ini agak mudah untuk disediakan, tinggi dalam kecekapan, dan praktikal. Kelemahannya adalah bahawa konsistensi kain itu adalah miskin, fosfor mudah dicemari, keseragaman permukaan cahaya adalah kurang, nada warna tidak seragam, suhu warna tinggi, dan rendering warna tidak ideal.
(2) RGB tiga warna utama Pelbagai cip atau berbilang peranti memancarkan cahaya untuk membentuk cahaya putih, atau menggunakan warna pelengkap cip dwi warna biru + kuning untuk menghasilkan cahaya putih. Selagi haba hilang, cahaya putih yang dihasilkan oleh kaedah lebih stabil daripada kaedah bekas, tetapi pemanduan lebih rumit, dan kelajuan kerosakan cahaya yang berbeza dari cip warna yang berbeza juga dipertimbangkan.
(3) Guna fosfor RGB pada cip cahaya ultraviolet, dan gunakan cahaya ungu untuk merangsang fosfor untuk menghasilkan tiga warna utama untuk membentuk cahaya putih. Oleh kerana kecekapan rendah cip UV dan fosfor RGB yang rendah, ia belum mencapai tahap praktikal.
Kami percaya bahawa masalah teknikal berikut mesti diselesaikan untuk merealisasikan perindustrian produk LED kuasa kelas W untuk pencahayaan:
1. Kawalan salutan serbuk: Kaedah salutan yang digunakan dalam proses cip LED + fosfor biasanya mencampurkan fosfor dengan gam dan kemudian memohon kepada cip dengan dispenser. Semasa operasi, kerana kelikatan gel pembawa adalah parameter dinamik, graviti spesifik fosfor adalah lebih besar daripada gel pembawa, dan ketepatan dispenser dan ketepatan dispenser, kawalan keseragaman jumlah salutan fosfor adalah sukar, menyebabkan cahaya putih. Warna tidak sekata.
2, parameter fotoelektrik filem: ciri-ciri proses semikonduktor, bahan yang sama boleh menentukan parameter optik (seperti panjang gelombang, intensiti cahaya) dan elektrik (seperti voltan hadapan) perbezaan parameter antara cip wafer yang sama. Ini terutamanya benar untuk cip trichromatic RGB, yang mempunyai kesan yang besar terhadap parameter kromatik putih. Ini adalah salah satu teknologi utama yang mesti diselesaikan dalam perindustrian.
3. Kawalan parameter kromatik cahaya mengikut keperluan aplikasi: Untuk keperluan yang berbeza, keperluan untuk koordinat warna, suhu warna, rendering warna, kuasa optik (atau intensiti cahaya) dan pengagihan ruang cahaya LED putih adalah berbeza. Kawalan parameter di atas melibatkan kerjasama pelbagai faktor seperti struktur produk, kaedah proses dan bahan. Dalam pengeluaran perindustrian, adalah penting untuk mengawal faktor di atas untuk mendapatkan produk yang memenuhi keperluan aplikasi dan mempunyai konsistensi yang baik.
Ujian teknologi dan piawaian
Dengan pembangunan teknologi pembuatan cip kelas W dan teknologi LED putih, produk LED secara beransur-ansur memasuki pasaran pencahayaan (khas). Parameter produk tradisional LED ujian standard dan kaedah ujian yang digunakan untuk paparan atau petunjuk tidak lagi dapat memenuhi keperluan aplikasi lampu. Pengilang peralatan semikonduktor di rumah dan di luar negara juga telah melancarkan instrumen ujian mereka sendiri. Terdapat perbezaan tertentu dalam prinsip ujian, syarat dan piawaian yang digunakan oleh instrumen yang berbeza, yang meningkatkan kesukaran dan kerumitan aplikasi ujian dan kerja perbandingan prestasi produk.
Persatuan Industri Optik Optoelektronik China Persatuan Industri Sub-Jawatankuasa Optoelektronik mengeluarkan "Kaedah Ujian LED (Percubaan)" pada tahun 2003 mengikut keperluan pembangunan produk LED. Kaedah ujian ini telah menambahkan peraturan mengenai parameter warna kolum LED. Walau bagaimanapun, LED perlu berkembang ke dalam industri pencahayaan. Mewujudkan standard produk pencahayaan LED adalah satu cara penting bagi standardisasi perindustrian.
Teknologi pemeriksaan dan jaminan kebolehpercayaan
Oleh kerana batasan penampilan luminair, ruang pemasangan LED untuk pencahayaan dimeteraikan dan terhad, dan ruang tertutup dan terhad tidak kondusif untuk menghilangkan pelesapan LED, yang bermaksud bahawa persekitaran untuk menerangi LED adalah lebih rendah daripada paparan konvensional dan petunjuk produk LED. Di samping itu, lampu LED dikendalikan di bawah pemacu arus tinggi, yang meletakkan keperluan kebolehpercayaan yang lebih tinggi di atasnya. Dalam pengeluaran perindustrian, adalah perlu untuk menjalankan penuaan haba yang sesuai, kejutan kitaran suhu, ujian penuaan proses penuaan beban untuk kegunaan produk yang berbeza, dan untuk menghapuskan produk kegagalan awal bagi memastikan kebolehpercayaan produk.
Teknologi perlindungan elektrik
Oleh kerana GaN adalah bahan bandgap yang luas, daya tahan tinggi adalah tinggi, dan caj yang dihasilkan oleh elektrik statik dalam proses pengeluaran tidak mudah hilang, dan terkumpul dengan banyak, dan voltan elektrostatik yang tinggi boleh dihasilkan. Apabila keupayaan bahan untuk bertahan terlampaui, fenomena pecahan berlaku dan pelepasan berlaku. Cip biru substrat nilam mempunyai elektrod positif dan negatif pada cip dengan padang kecil. Untuk helikopter ganda InGaN / AlGaN / GaN, lapisan nipis aktif InGaN hanya beberapa puluhan nanometer, dan keupayaan menahan elektrostatik adalah kecil, yang sangat mudah. Ia dipecahkan oleh elektrik statik untuk melumpuhkan peranti.
Oleh itu, dalam pengeluaran perindustrian, pencegahan elektrik statik adalah sesuai, secara langsung mempengaruhi hasil produk, kebolehpercayaan dan manfaat ekonomi. Terdapat beberapa teknik untuk mencegah elektrik statik:
1. Ambil langkah berjaga-jaga terhadap penghantaran, susunan, dan lain-lain badan manusia, platform, tanah, ruang dan produk untuk pengeluaran dan penggunaan. Cara-cara adalah pakaian anti-statik, sarung tangan, gelang, kasut, pad, kotak, peminat ion, instrumen penguji, dan lain-lain.
2. Reka bentuk litar perlindungan elektrostatik pada cip.
3. Pasang peranti perlindungan pada LED.
Status semasa teknologi pembungkusan LED kuasa
LED Kuasa dibahagikan kepada LED kuasa dan LED kuasa kelas W. Kuasa input kuasa LED kurang dari 1W (kecuali puluhan milliwatts kuasa LED); kuasa masukan dari kuasa LED kelas W adalah sama dengan atau lebih besar daripada 1W.
Teknologi pembungkusan LED kuasa asing
(1) kuasa LED
Pada awalnya, HP memperkenalkan struktur pakej "Piranha" pada awal 1990-an, dan memperkenalkan "SnapLED" yang lebih baik pada tahun 1994. Ia mempunyai dua arus operasi, 70mA dan 150mA, dan kuasa masukan boleh mencapai 0.3W. Kemudian OSRAM memperkenalkan "PowerTOPLED". Kemudian, sesetengah syarikat memperkenalkan pelbagai struktur pakej kuasa LED. Kuasa LED struktur ini beberapa kali lebih tinggi daripada kuasa input LED pakej rak asal, dan rintangan haba dikurangkan dengan pecahan.
(2) kuasa kelas LED LED
LED berkuasa W adalah bahagian teras pencahayaan masa depan, oleh itu syarikat-syarikat utama dunia telah melabur banyak kuasa untuk menyelidik dan membangunkan teknologi pembungkusan LED kuasa kelas W.
LED kuasa kelas satu cip pertama diperkenalkan oleh Lumileds pada tahun 1998. Struktur pakej dicirikan oleh pemisahan termoelektrik. Cip flip secara langsung dipateri ke sink haba dengan pembawa silikon, dan cawan reflektif dan optik digunakan. Struktur dan bahan baru seperti kanta dan pelekat telus yang fleksibel kini tersedia dalam LED berkuasa tinggi dengan 1W, 3W dan 5W cip tunggal. OSRAM melancarkan siri "GoldenDragon" cip tunggal pada tahun 2003, yang dicirikan oleh sink haba dan logam. Papan litar mempunyai hubungan langsung dan mempunyai prestasi pelesapan haba yang baik, dan kuasa masukan boleh mencapai 1W.
LED berkuasa tinggi dengan pakej multi-chip boleh didapati dalam banyak struktur dan pakej. Pada tahun 2001, UOE Corporation memperkenalkan siri LED Norlux dalam pakej pelbagai cip dengan plat aluminium heksagon sebagai substrat. Pada tahun 2003, LaninaCeramics memperkenalkan array LED berkuasa tinggi yang dibungkus di teknologi rendah seramik proprietari (LTCC-M) teknologi proprietari syarikat pada substrat logam. Pada tahun 2003, Panasonic melancarkan LED putih berkuasa tinggi yang dibungkus dengan gabungan 64 cip. Pada tahun 2003, Nichia Corporation mengumumkan bahawa ia adalah LED putih terang di dunia, dengan fluks bercahaya 600 lm dan rasuk keluaran 1000 lm. Ia adalah 30W, kuasa maksimum input adalah 50W, dan modul LED putih yang menyediakan pameran mempunyai kecekapan bercahaya 33lm / W.
Mengenai LED berkuasa tinggi dengan gabungan multi-chip, banyak syarikat telah terus membangunkan banyak produk baru dengan struktur dan pembungkusan baru mengikut permintaan pasaran sebenar, dan kelajuan pembangunan mereka sangat cepat.
Teknologi pembungkusan LED kuasa domestik
Produk pembungkusan LED domestik lebih lengkap. Mengikut anggaran awal, terdapat lebih daripada 200 kilang pembungkusan LED di China, dengan kapasiti pembungkusan lebih daripada 20 bilion / tahun, dan keupayaan pembungkusan juga sangat kuat. Walau bagaimanapun, banyak kilang pembungkusan adalah syarikat swasta, yang kecil dalam skala. Walau bagaimanapun, LED kuasa tinggi siri MB yang dikemas dalam teknologi MetalConding di Taiwan UEC Corporation (Kesatuan Kebangsaan) China dicirikan dengan menggantikan substrat GaA dengan Si, memberikan pelesapan haba yang baik, dan menggunakan lapisan ikatan logam sebagai lapisan refleksi cahaya untuk memperbaiki output cahaya. .
Untuk penyelidikan dan pembangunan teknologi pembungkusan LED berkuasa tinggi, negara ini tidak secara rasmi menyokong pelaburan itu, dan unit penyelidikan domestik jarang campur tangan. Kekuatan pelaburan dan penyelidikan (tenaga kerja dan sumber kewangan) perusahaan pembungkusan masih belum mencukupi, membentuk perkembangan teknologi pembungkusan domestik yang lemah. Tahap teknikal pembungkusan masih agak berbeza dari negara asing.