Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Интересные факты, Все про светодиоды » Как делают светодиоды
Количество просмотров: 9275
Комментарии к статье: 2


Как делают светодиоды


Уже в 2007 году, в одном из докладов на пекинской конференции Международной Комиссии по Освещению, была особо отмечена важность экономичности и экологичности как уже используемых, так и еще только разрабатываемых, более совершенных светотехнических изделий.

Первоочередной акцент был сделан докладчиками на более рациональное и эффективное использование света. И это вовсе не было призывом как-то уменьшать освещенность. В качестве одного из важнейших шагов к данной цели выделяется разработка и внедрение энергетически более эффективных и экологически безопасных источников света — светодиодов.

Светодиоды

Высокотехнологичная отрасль

Светодиоды — это полупроводниковые электротехнические изделия, предназначенные для получения света благодаря проходящему через p-n-переход электрическому току. Но ведь не каждый p-n-переход излучает свет.

Чтобы получить свет от полупроводника, необходимо соблюсти определенные условия: запрещенная зона перехода на полупроводнике должна иметь такую ширину, чтобы энергия получаемых квантов оказалась близка к энергии квантов света видимого диапазона, при этом вероятность излучения в процессе рекомбинации электронно-дырочных пар должна получиться высокой.

Для соблюдения названных условий, изготавливаемый кристалл должен иметь минимум дефектов, приводящих к рекомбинации электронов с дырками без излучения. Этого достичь не просто, одного p-n-перехода будет недостаточно, приходится создавать многослойные полупроводниковые структуры — гетероструктуры, положившие, кстати, в свое время начало новому этапу на пути развития технологии производства светоизлучающих диодов.

Создание светодиодов сопряжено с определенными препятствиями, ведь эта светотехническая отрасль все время развивается, и определенных устоявшихся регламентов в ней до сих пор не существует.

Процесс производства светодиодов, а также способы их непосредственной эксплуатации, до сих пор не подчиняются каким-то общим документам, поэтому каждый крупный производитель вырабатывает собственные принципы отбора надлежащей продукции.

Международных соглашений нет. И даже несмотря на то, что за последние годы уже достигнуты некоторые очень позитивные результаты, единых требований к led-технике по-прежнему не выработано. И сейчас вы все поймете, поскольку далее мы рассмотрим поэтапно технологию производства светодиодов.

Формирование кристалла

Кристалл светодиода выращивается. Ключевой процесс во всей этой цепочке называется металлоорганической эпитаксией, при которой реализуется ориентированный эпитаксиальный рост кристалла на подложке.

Полупроводник выращивается путем термического пиролиза (разложения) металлорганических соединений, в которых содержатся нужные химические элементы. Тут обязательно присутствие чистых газов, наличие которых обеспечивается современными установками.

Выращиваемый слой должен иметь определенную толщину, которая контролируется в ходе процесса эпитаксии. При этом структура на поверхности подложки должна получиться однородной.

Надежные и качественные установки для осуществления эпитаксиального роста стоят очень дорого, а процесс получения материалов высокого качества для производства качественных светодиодов длится не один год.

Формирование кристалла светодиода

Изготовление чипов

Для получения чипа, выращенный на подложке кристалл подвергают травлению, затем создают контакты и нарезают полученный образец на кусочки. Это называется «планарная обработка пленок». Одну целую пленку разрезают на тысячи маленьких чипов.

Сортировка чипов

Сортировка нарезанных чипов называется биннированием. Бины — это группы. Сортировка очень важна, но о ней часто забывают, разбирая процесс создания светодиодов.

Суть в том, что при любом производстве важно произвести отбор качественной продукции, а также отсортировать продукт по параметрам, по определенным критериям, что особенно важно для светодиодов. На стадиях эпитаксии, и после нарезки, невозможно получить тысячи абсолютно идентичных по характеристикам кристаллов (чипов).

Так или иначе их характеристики будут разниться, и окажутся в некотором достаточно широком диапазоне параметров. Именно поэтому чипы необходимо отсортировать по характеристикам в группы (бины), чтобы в каждой группе были чипы с определенным значением какого-то параметра, подходящие под требования диапазона той или иной группы: по длине волны, по напряжению, по световому потоку и т. д.

В результате биннирования светодиоды будут разделены по областям применения и даже по наименованиям. Одни пойдут на одни цели, другие — на другие. Круг потребителей продукта расширится.

Почти готовый светодиод

Непосредственно готовый светодиод получается на заключительном этапе технологической цепочки. Здесь создается корпус будущего источника света, припаиваются выводы, подбирается подходящий люминофор. Выбирается оптическая система, форма и параметры линзы.

Линзы изготавливают из различных материалов (эпоксидная смола, пластик, силикон). В зависимости от требований выбирают материал оптической системы. Требования очень широки, ведь именно оптическая система будет играть решающую роль в том, как будет направлен световой поток, каким будет телесный угол и т. д.

Особенности линз

Линзы должны быть по возможности максимально прозрачными, пропускать свет во всем видимом диапазоне. При этом линза должна хорошо приклеиться к материалу печатной платы, быть термостабильной на протяжении всего срока службы. Это значит, что линза не должна пострадать от излучения кристалла и химического воздействия люминофора, если он применен.

Процесс производства светодиодов на заводе ОПТОГАН:

Светодиоды

Светодиоды не зря считаются лучшими источниками света. Они отличаются малой потребляемой мощностью, отсутствием вредных компонентов, таких как ртуть, безопасным напряжением питания, высокой надежностью, компактностью и другими полезными качествами.

Именно светодиоды позволяют строить системы освещения и осветительные приборы самых разных форм и размеров, при этом высокого качества: прожекторы, светодиодные ленты, светильники, лампы, панели и т. д.

Неоспоримо одно — светодиодное направление в светотехнической отрасли динамично развивается во всем мире. Технология является предметом внимания высококлассных специалистов и ученых из многих стран. В ближайшем будущем однозначно будут достигнуты еще более впечатляющие показатели.

Смотрите также по этой теме:

Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов

Виды, устройство и характеристики светодиодных лент

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Интересные факты, Все про светодиоды

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • SMD светодиоды - светодиоды поверхностного монтажа
  • Что такое деградация светодиода
  • Виды светодиодов и их характеристики
  • Эволюция производства оптоэлектронных материалов и компонентов
  • Как устроены и работают светодиоды
  • Мощные светодиодные матрицы в освещении: устройство и особенности применени ...
  • Как правильно рассчитать и подобрать резистор для светодиода
  • Как узнать мощность светодиодной ленты
  • Виды, характеристики, маркировка SMD-светодиодов
  • Как правильно подобрать драйвер для светодиодов
  • Категория: Интересные факты, Все про светодиоды

    Светодиоды, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Сергей |

    Развитие светодиодной технологии стало результатом нескольких технологических прорывов, произошедших за последние годы.

    Вот некоторые из ключевых технологических достижений, которые позволили создать светодиоды:

    • Монтаж кристаллов – ответственная операция при сборке светодиодов. Обычно монтаж производится на тепло- и токопроводящий клей. Эта технология совершенствовалась с годами, чтобы гарантировать правильную и надежную установку кристаллов.
    • В середине 1990-х годов японские ученые совершили технологический прорыв, создав синие и зеленые светодиоды. Это было значительным достижением, поскольку позволило создать белые светодиоды, которые сейчас широко используются в осветительных устройствах.
    • Светодиодная технология с годами стала более энергоэффективной благодаря усовершенствованиям в конструкции чипов и производственных процессах. Это позволило светодиодам производить больше света, потребляя при этом меньше энергии, что сделало их более экономичными и экологически чистыми.
    • Одной из самых больших проблем в светодиодных технологиях является рассеивание тепла. Светодиоды выделяют много тепла, что может повлиять на их производительность и срок службы. На протяжении многих лет производители разрабатывали новые материалы и конструкции, помогающие более эффективно рассеивать тепло и улучшать характеристики светодиодов.
    • Недавние технологические прорывы позволили разработать технологию светодиодов UV-C, которая потенциально может произвести революцию в применениях дезинфекции и стерилизации. Светодиоды UV-C более энергоэффективны и долговечны, чем традиционные УФ-лампы, что делает их более экономичными и экологически чистыми.

    Таким образом, развитие светодиодной технологии было обусловлено несколькими технологическими прорывами, включая усовершенствования в технологии монтажа, создание синих и зеленых светодиодов, повышение энергоэффективности, лучшее рассеивание тепла и развитие технологии светодиодов UV-C.

      Комментарии:

    #2 написал: Иван |

    Светодиоды производятся с использованием технологии, называемой эпитаксиальными растущими полупроводниками. Этот процесс осуществляется путем термического разложения металлорганических соединений, содержащих нужные химические элементы, на поверхности кристалла полупроводника. Производство светодиодов - это сложный процесс, который включает в себя несколько этапов, начиная от выращивания кристалла и заканчивая доработкой готовых светодиодов.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.