Com a crescente demanda por luzes LED em setores comerciais e residenciais, A indústria de manufatura de luz LED está crescendo. Como resultado, uma grande variedade de produtos de iluminação LED surgiram no mercado. E cada vez mais pessoas estão explorando ou prestando atenção ao processo de fabricação de lâmpadas LED.. Este artigo mostrará rapidamente as diferenças entre luzes LED e luzes convencionais, o material e equipamento necessário para a fabricação de luz LED, e como é o processo de fabricação da luz LED. Vamos mergulhar agora.
Fundo: Luzes LED VS Luzes Convencionais
LED ou diodo emissor de luz é um dispositivo semicondutor que emite luz mesmo quando uma pequena corrente passa por ele. Em comparação com sistemas de iluminação convencionais, não é apenas diferente no design, mas também diferente na forma como cria luz. As lâmpadas tradicionais emitem luz conectando-se a uma fonte de energia com um fio. O calor gerado pelo aquecimento do fio é convertido em luz. Luzes LED, por outro lado, produzir luz excitando o movimento dos elétrons em vez do calor.
Ao contrário das tradicionais lâmpadas incandescentes e fluorescentes, Luzes LED consomem menos eletricidade, produzir menos calor, bem como têm uma vida operacional mais longa e um custo de propriedade mais alto. Além disso, As luzes LED estão disponíveis em uma ampla variedade de tipos e cores e podem fornecer melhor qualidade de luz. É por isso que as luzes LED são populares nos mercados interno e externo e substituíram gradualmente as lâmpadas fluorescentes compactas., lâmpadas incandescentes e outras lâmpadas tradicionais.
Componentes básicos de luzes LED
O componente principal das luzes LED é um minúsculo chip com uma camada de semicondutor. Um ou vários chips são montados em um dissipador de calor coberto por uma lente, o que resulta em um dispositivo 7 para 9 milímetros de espessura que tem uma variedade de usos. Os LEDs são então montados em uma placa de circuito programada que pode controlar a luz, incluindo intensidade de luz, cor clara e detecção de luz. Para controlar o calor gerado pelos LEDs, a placa de circuito é colocada em outro dissipador de calor. Finalmente, o sistema é encapsulado em uma luminária ou lâmpada.
Design de luzes LED
É necessária mais criatividade no design de luzes LED. Antes da fabricação de luz LED, existem algumas propriedades ópticas, como a temperatura da cor, o brilho e a eficiência da lâmpada LED devem ser determinados. O tamanho do diodo, os materiais semicondutores, o tipo de impurezas adicionadas e a espessura das camadas do diodo são todos os fatores que afetam esses atributos.
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Matéria-prima para fabricação de luz LED
Matérias-primas necessárias para fabricação ou montagem de luz LED (para sistema de iluminação baseado em LED de 10W) estão listados a seguir:
- Placas de LED e chips de LED
- Suporte de tampa metálica
- Afotos de calor
- Circuito retificador com filtro
- Corpo plástico
- Vidro plástico refletor
- Fio de conexão
- Fluxo de soldagem
- Materiais de embalagem
- Peças diversas
Equipamento para fabricação de luz LED
Fabricação de luz LED ou conjunto é uma tarefa complicada, mas antes de começar, você precisa dominar alguns conhecimentos e habilidades básicas sobre o processo de fabricação. Há uma ampla seleção de equipamentos para fabricação de luz LED. No entanto, o departamento de produção deve selecionar o equipamento certo dependendo do tipo específico de luzes LED a serem fabricadas e da matéria-prima a ser utilizada.
Os principais equipamentos para fabricação de luz LED são os seguintes:
- Máquina de montagem de PCB LED
- Máquina de montagem de lâmpadas LED
- Máquina de montagem de velas para LED
- Máquina de montagem de LED de alta velocidade
- Máquina de montagem SMD de chip LED
- Máquina de montagem de luz de tubo LED
Além dessas máquinas básicas, alguns equipamentos menores podem ser necessários para a fabricação de luz LED.
- Máquina de solda
- Máquina de embalagem
- Máquina de vedação
- Pequena máquina de perfuração
- Medidor de LCR
- Osciloscópio
- Multímetro digital
- Lux medidor
- Testador de continuidade
4 Etapas da fabricação de luz LED
Fabricação de wafer
A primeira é a fabricação de um wafer semicondutor. A composição do material a ser utilizado é determinada pela cor da luz LED, se arsenieto de gálio (GaAs), fosfido de gálio (Brecha) ou outros materiais compósitos. Para misturar esses materiais com elementos como o fósforo, gálio e arsênico, é necessária uma câmara de alta temperatura e alta pressão onde os materiais são então purificados, liquefeito e prensado para formar uma solução. Para evitar que os materiais escapem da câmara, eles são revestidos com uma camada de óxido de boro para selá-los. Chamamos esse processo de método de crescimento de cristal Czochralski ou técnica de encapsulamento de líquido..
Uma haste é então mergulhada em uma solução uniforme, e à medida que a solução esfria e lentamente retire a haste da câmara, um lingote de cristal cilíndrico ou boule de GaAs, GaAsP ou GaP é deixado para trás na extremidade da haste. Depois que o boule é cortado em wafers semicondutores muito finos, é hora de polir as bolachas. À medida que as bolachas são lixadas até obter uma superfície lisa, mais camadas semicondutoras são adicionadas à superfície. Imperfeições nos cristais e no processo de polimento degradarão o desempenho das luzes LED.
Próximo, vários solventes e ultrassom são utilizados para limpar os wafers. Pó, sujeira, fluxo ou impurezas depositadas na superfície são removidas neste processo, que tem um impacto significativo na qualidade da luz das luzes LED.
Adicionando camadas epitaxiais
O seguinte processo de fabricação de luz LED é a adição de camadas epitaxiais. À medida que as camadas semicondutoras são adicionadas à superfície do wafer, as camadas de wafer são construídas ao longo do tempo. Algumas impurezas ou dopantes precisam ser adicionados no processo, que é chamado de método Epitaxia de Fase Líquida ou LPE.
Esta técnica permite que as camadas epitaxiais com a mesma orientação cristalina do substrato subjacente sejam polarizadas durante a deposição do GaAsP fundido. O wafer é montado em uma lâmina de grafite que é empurrada repetidamente através de um recipiente de líquido fundido.. Para formar uma bolacha suficientemente espessa de Material LPE, vários dopantes são adicionados a fundidos sequenciais ou ao mesmo fundido, resultando em camadas com diferentes densidades eletrônicas.
Para alterar a cor ou eficiência das luzes LED, o wafer é então colocado em um tubo de forno de alta temperatura preenchido com vários gases dopantes, como nitrogênio, zinco e amônio. A luz verde e amarela emitida pelas lâmpadas LED é atribuída ao efeito do nitrogênio.
Adicionando contatos de metal
Os contatos metálicos devem ser definidos no wafer na fase de projeto. O padrão de contato é determinado pela combinação de diodos. Um composto sensível à luz chamado fotorresiste é usado para clonar ou reproduzir os padrões de contato. Enquanto a bolacha gira, a resistência é distribuída uniformemente sobre a superfície em gotículas e endurece rapidamente por aquecimento a 100 graus Celsius.
A máscara fotorresistente é então colocada no wafer para duplicar o padrão da máscara, ao expor a resistência sob luz ultravioleta. Lave as áreas expostas com revelador e mantenha as áreas não expostas.
Em uma câmara selada a vácuo e de alta temperatura, o metal de contato é então evaporado no padrão, preenchendo as áreas expostas do wafer. O metal deve ser aquecido a ponto de poder vaporizar, condensar e aderir ao wafer exposto. Para reter apenas os contatos metálicos, o fotorresiste precisa ser removido com acetona.
Em seguida, é seguido por um processo de fusão, em que o nitrogênio e o hidrogênio na câmara do forno se unem firmemente. Para obter um wafer de 2 polegadas de diâmetro, este processo poderia ter que ser repetido aproximadamente 6000 vezes. Um segmento individual separado do wafer de diodos com uma serra de clivagem ou serra de diamante é chamado de matriz.
Montagem e Embalagem
O último passo é montar as matrizes individuais de forma adequada na embalagem. A matriz é montada em dois cabos de metal de 2 polegadas. Para fazer um contato elétrico com o cabo sobre o qual ele repousa, a parte de trás do wafer é coberta por metal. Um fio de ouro muito fino é soldado ao segundo fio e colado aos contatos padronizados na superfície da matriz por meio de ligação de fio. Neste processo, uma pequena agulha é usada para pressionar a borda do fio contra o metal de contato. O ouro é tão macio que pode dobrar facilmente e aderir a superfícies metálicas semelhantes.
Finalmente, plástico é usado como material de vedação para todo o conjunto e os fios e a matriz são pendurados em um molde preenchido com plástico líquido ou epóxi. O formato do molde atende às propriedades ópticas da embalagem. Depois que o epóxi estiver curado, a embalagem está completa.
Controle de qualidade na fabricação de luz LED
Em geral, os produtos serão testados para controle de qualidade antes da embalagem e envio. Com um rigoroso sistema de controle de qualidade, Cada produto LED da MOKOLight é testado várias vezes para garantir que sejam de primeira linha. Em termos de controle de qualidade, existem duas preocupações principais: os produtos finais e as instalações de fabricação.
Em primeiro lugar, o teste em cada lâmpada LED acabada inclui o seguinte:
- Ligação de fio para verificação de desempenho
- Detecção de níveis de corrente para obter brilho específico
- Teste preciso de cor clara para cada lote de wafers
- Teste de quebra de calor e energia
- Teste de danos mecânicos
- Teste de estresse
- Teste vitalício
Além dos produtos acabados, o teste nas instalações de fabricação também deve estar envolvido para garantir a estabilidade e segurança da linha de produção. Muitas das etapas de produção acima realizadas pela MOKOLight são automatizadas, mas alguns são manuais. Eles frequentemente organizam treinamento em segurança de produção para aumentar a conscientização sobre segurança de sua equipe de trabalho.
Além disso, prestamos muita atenção à limpeza e manutenção das instalações de fabricação. Algumas instalações especiais, como salas limpas, são construídas para impedir a entrada de poeira. Todas essas verificações visam produzir um grande número de produtos LED de sucesso.
Controle de poluição na fabricação de luz LED
Dados os requisitos cada vez mais rigorosos para a fabricação de lâmpadas LED, as medidas a seguir podem ajudá-lo a gerenciar os problemas de poluição na fabricação de lâmpadas LED.
Alguns gases e vapores liberados durante a soldagem são prejudiciais aos seres humanos e ao meio ambiente. Para reduzir as emissões de gases nocivos e a poluição atmosférica, tecnologias e métodos modernos foram desenvolvidos para substituir as tecnologias poluentes anteriores.
15-35% sólidos de fluxo são produzidos nos métodos convencionais. Com a aplicação de novos materiais de fluxo, a quantidade de sólidos de fluxo é reduzida para menos de 10%, que é um grande avanço no controle da poluição.
Para remover resíduos de fluxo e espumas de embalagens, bem como reduzir a emissão de CFCs e metil clorofórmio, vários solventes orgânicos são usados para limpar as placas de circuito. Produtos de limpeza eficazes, como álcoois ou cetonas, são aplicados para substituir o cloreto de metileno, tricloroetileno e percloroetileno que têm sido utilizados há muitos anos na indústria eletrônica.
Sobre a fabricação de luz LED na MOKOLight
Se você está procurando um fabricante confiável e profissional de luz LED, MOKOLight é a escolha perfeita. Temos uma ampla variedade de luzes LED para diversas aplicações e fornecemos fontes de luz de melhor qualidade a um preço acessível. Bem-vindo a navegar em nosso site ou blog e começar sua jornada LED agora mesmo!
