Con la creciente demanda de luces LED en los sectores comercial y residencial, La industria de fabricación de luces LED está en auge. Como resultado, Ha surgido en el mercado una amplia variedad de productos de iluminación LED.. Y cada vez más personas exploran o prestan atención al proceso de fabricación de luces LED.. Este artículo le mostrará rápidamente las diferencias entre las luces LED y las luces convencionales., El material y equipo necesarios para la fabricación de luces LED., y cómo es el proceso de fabricación de luces LED. Vamos a sumergirnos ahora mismo.
Fondo: Luces LED versus luces convencionales
LED o diodo emisor de luz es un dispositivo semiconductor que emitirá luz incluso cuando una pequeña corriente pase a través de ellos.. En comparación con los sistemas de iluminación convencionales., no sólo es diferente en el diseño, pero también diferente en la forma en que crea la luz.. Las lámparas tradicionales emiten luz conectándose a una fuente de alimentación con un cable.. El calor generado al calentar el cable se convierte en luz.. luces LED, por otro lado, Producir luz excitando el movimiento de electrones en lugar de mediante calor..
A diferencia de las tradicionales lámparas incandescentes y fluorescentes., Las luces LED consumen menos electricidad, producir menos calor, además de tener una vida útil más larga y un mayor coste de propiedad. Además, Las luces LED están disponibles en una amplia variedad de tipos y colores y pueden proporcionar una mejor calidad de luz.. Es por eso que las luces LED son populares tanto en el mercado nacional como en el extranjero y han reemplazado gradualmente a las CFL., lámparas incandescentes y otras bombillas tradicionales.
Componentes básicos de las luces LED
El componente central de las luces LED es un pequeño chip con una capa de semiconductor.. Uno o varios chips están montados en un disipador de calor cubierto por una lente., lo que resulta en un dispositivo 7 a 9 milímetros de espesor que tiene una variedad de usos. Luego, los LED se montan en una placa de circuito programado que puede controlar la luz., incluida la intensidad de la luz, color de luz y detección de luz. Para controlar el calor generado por los LED, la placa de circuito se coloca en otro disipador de calor. Finalmente, el sistema está encapsulado en un dispositivo de iluminación o bombilla.
Diseño de luces LED
Se necesita más creatividad en el diseño de luces LED. Antes de la fabricación de luces LED, Hay algunas propiedades ópticas como la temperatura del color., Se debe determinar el brillo y la eficiencia de la lámpara LED.. El tamaño del diodo., los materiales semiconductores, el tipo de impurezas agregadas y el espesor de las capas del diodo son todos los factores que afectan estos atributos.
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Materia prima para la fabricación de luces LED
Materias primas necesarias para la fabricación o montaje de luces LED. (para sistema de iluminación basado en LED de 10W) se enumeran a continuación:
- Placas LED y chips LED.
- Portatapas metálico
- Disipadores de calor
- Circuito rectificador con filtro.
- Cuerpo de plastico
- Vidrio plástico reflector
- Cable de conexión
- fundente para soldar
- Materiales de embalaje
- Partes varias
Equipos para la fabricación de luces LED
Fabricación de luces LED o asamblea es una tarea complicada, pero antes de empezar, necesita dominar algunos conocimientos y habilidades básicos sobre el proceso de fabricación. Existe una amplia selección de equipos para la fabricación de luces LED.. Sin embargo, El departamento de producción debe seleccionar el equipo adecuado según el tipo específico de luces LED que se fabricarán y la materia prima que se utilizará..
Los principales equipos para la fabricación de luces LED son los siguientes:
- Máquina de montaje de PCB LED
- Máquina de montaje de lámparas LED
- Máquina de montaje de velas para LED
- Máquina de montaje de LED de alta velocidad
- Máquina de montaje de chips LED SMD
- Máquina de montaje de tubos de luz LED
Además de estas máquinas básicas, Es posible que se requiera algún equipo menor para la fabricación de luces LED..
- maquina de soldar
- Máquina de embalaje
- maquina selladora
- Pequeña perforadora
- medidor LCR
- Osciloscopio
- multímetro digital
- medidor de lux
- probador de continuidad
4 Pasos de la fabricación de luces LED
Fabricación de obleas
El primero es la fabricación de una oblea semiconductora.. La composición del material a utilizar está determinada por el color de la luz LED., si arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de galio (Brecha) u otros materiales compuestos. Mezclar estos materiales con elementos como el fósforo, galio y arsénico, Se requiere una cámara de alta temperatura y alta presión donde luego se purifican los materiales., licuado y prensado para formar una solución. Para evitar que los materiales se escapen de la cámara., Están recubiertos con una capa de óxido de boro para sellarlos.. A este proceso lo llamamos método de crecimiento de cristales de Czochralski o técnica de encapsulación líquida..
Luego se sumerge una varilla en una solución uniforme., y a medida que la solución se enfríe, saque lentamente la varilla de la cámara, un lingote de cristal cilíndrico o bola de GaAs, GaAsP o GaP queda en el extremo de la varilla. Después de cortar la bola en obleas semiconductoras muy finas, es hora de pulir las obleas. Mientras las obleas se lijan hasta obtener una superficie lisa, Se añaden más capas semiconductoras a la superficie.. Las imperfecciones en los cristales y el proceso de pulido degradarán el rendimiento de las luces LED..
Próximo, Se utilizan varios disolventes y ultrasonidos para limpiar las obleas.. Polvo, suciedad, En este proceso se eliminan el fundente o las impurezas depositadas en la superficie., lo que tiene un impacto significativo en la calidad de la luz de las luces LED.
Agregar capas epitaxiales
El siguiente proceso de fabricación de luces LED es la adición de capas epitaxiales.. A medida que las capas semiconductoras se agregan a la superficie de la oblea, las capas de oblea se acumulan con el tiempo. Es necesario agregar algunas impurezas o dopantes en el proceso., que se llama método de epitaxia en fase líquida o LPE.
Esta técnica permite que las capas epitaxiales con la misma orientación cristalina que el sustrato subyacente se desvíen durante la deposición del GaAsP fundido.. La oblea está montada sobre un portaobjetos de grafito que se empuja repetidamente a través de un recipiente de líquido fundido.. Para formar una oblea suficientemente espesa de material LPE, Se añaden varios dopantes a masas fundidas secuenciales o a la misma masa fundida., dando como resultado capas con diferentes densidades electrónicas.
Para alterar el color o la eficiencia de las luces LED., Luego, la oblea se coloca en un tubo de horno de alta temperatura lleno de varios gases dopantes, como el nitrógeno., zinc y amonio. La luz verde y amarilla que emiten las lámparas LED se atribuye al efecto del nitrógeno.
Agregar contactos metálicos
Los contactos metálicos deben definirse en la oblea en la etapa de diseño.. El patrón de contacto está determinado por la combinación de diodos.. Se utiliza un compuesto sensible a la luz llamado fotorresistente para clonar o reproducir los patrones de contacto.. Mientras la oblea gira, La resistencia se distribuye uniformemente sobre la superficie en forma de gotas y se endurece rápidamente calentándola a 100 grados centígrados.
Luego se coloca la máscara fotorresistente sobre la oblea para duplicar el patrón de la máscara., mientras se expone la resistencia bajo luz ultravioleta. Lave las áreas expuestas con revelador y deje las áreas no expuestas..
En una cámara sellada al vacío y de alta temperatura., Luego, el metal de contacto se evapora sobre el patrón., llenando las áreas expuestas de la oblea. El metal debe calentarse hasta el punto en que pueda vaporizarse., Condensar y adherirse a la oblea expuesta.. Para conservar únicamente los contactos metálicos, El fotorresistente debe eliminarse con acetona..
Luego es seguido por un proceso de amalgamación., en el que el nitrógeno y el hidrógeno en la cámara del horno se unen estrechamente. Para obtener una oblea de 2 pulgadas de diámetro, este proceso podría tener que repetirse aproximadamente 6000 veces. Un segmento individual separado de la oblea de diodos con una sierra de corte o una sierra de diamante se llama matriz..
Montaje y embalaje
El último paso es montar los troqueles individuales adecuadamente en el paquete.. El troquel está montado sobre dos cables metálicos de 2 pulgadas.. Para realizar un contacto eléctrico con el cable sobre el que descansa, la parte posterior de la oblea está cubierta por metal. Se suelda un alambre de oro muy delgado al segundo cable y se adhiere a los contactos estampados en la superficie del troquel mediante unión de alambre.. en este proceso, Se utiliza una pequeña aguja para presionar el borde del cable contra el metal de contacto.. El oro es tan suave que puede doblarse fácilmente y adherirse a superficies metálicas similares..
Finalmente, Se utiliza plástico como material de sellado para todo el conjunto y los alambres y el troquel se cuelgan en un molde lleno de plástico líquido o epoxy. La forma del molde responde a las propiedades ópticas del embalaje.. Una vez que el epoxi esté curado., el embalaje está completo.
Control de calidad en la fabricación de luces LED
En general, Los productos serán probados para control de calidad antes del embalaje y envío.. Con un estricto sistema de control de calidad., Todos los productos LED de MOKOLight se prueban varias veces para garantizar que sean de primera categoría.. En términos de control de calidad, hay dos preocupaciones principales: los productos finales y las instalaciones de fabricación.
En primer lugar, La prueba en cada lámpara LED terminada incluye lo siguiente:
- Unión de cables para control de rendimiento.
- Detección de niveles actuales para obtener brillo específico
- Prueba precisa del color de la luz para cada lote de obleas
- Prueba de avería de calor y energía.
- Prueba de daño mecánico
- Pruebas de estrés
- Prueba de por vida
Aparte de los productos terminados, La prueba en las instalaciones de fabricación también debe incluirse para garantizar la estabilidad y seguridad de la línea de producción.. Muchos de los pasos de producción anteriores realizados por MOKOLight están automatizados., pero algunos son manuales. A menudo organizan formación sobre seguridad en la producción para concienciar a su personal sobre la seguridad..
Además, Prestamos mucha atención a la limpieza y mantenimiento de las instalaciones de fabricación.. Algunas instalaciones especiales, como salas limpias, están construidas para evitar la entrada de polvo.. Todos estos controles tienen como objetivo producir una gran cantidad de productos LED exitosos..
Control de la contaminación en la fabricación de luces LED
Dados los requisitos cada vez más estrictos para la fabricación de luces LED, Las siguientes medidas pueden ayudarle a gestionar los problemas de contaminación en la fabricación de luces LED..
Algunos gases y vapores liberados durante la soldadura son perjudiciales para los seres humanos y el medio ambiente.. Para reducir las emisiones de gases nocivos y la contaminación del aire., Se han desarrollado tecnologías y métodos modernos para reemplazar las tecnologías contaminantes anteriores..
15-35% Los sólidos fundentes se producen mediante métodos convencionales.. Con la aplicación de nuevos materiales fundentes, la cantidad de sólidos fundentes se reduce a menos de 10%, que supone un gran avance en el control de la contaminación.
Para eliminar los residuos de fundente y las espumas de embalaje, así como para reducir las emisiones de CFC y metilcloroformo., Se utilizan varios disolventes orgánicos para limpiar las placas de circuito.. Se aplican limpiadores eficaces como alcoholes o cetonas para sustituir el cloruro de metileno., tricloroetileno y percloroetileno que se han utilizado durante muchos años en la industria electrónica.
Acerca de la fabricación de luces LED en MOKOLight
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