LED照明はどのように製造されていますか?

LED 製造プロセス: 半導体ウェーハから高出力照明ソリューションまで。 LED の利点と用途を発見してください。

導入

光 発光ダイオードまたは LED は光源を指します。電子が半導体材料を通過すると、光が点灯します。 LED 懐中電灯、電球、ランプなどのさまざまな製造タイプがあり、それぞれの製品は異なる目的を果たします。

一般に、LED は、低出力 LED と高出力 LED の 2 つの主なタイプに分類されます。

  1. 低電力 LED: これらの LED は主に、非常口標識、点滅ライト、注意を引くためのインジケーターなどの製品に使用されます。
  2. 高出力 LED: これらは、空間全体を照らすために特別に使用されます。たとえば、白色光を生成するさまざまな LED を備えた器具です。

製造用LEDのコンポーネント

LED には小さなチップと半導体材料の層が含まれています。 LED のパッケージには、熱伝導性材料の上に取り付けられた複数のチップも含まれています。この材料はヒートシンクとも呼ばれ、レンズで覆われています。厚さ 7 ~ 9 mm のデバイスを形成し、さまざまな製品や用途に利用できます。

この後、LED が回路基板上に配置され、調光、事前設定されたタイミング、センシングなどの光の制御が可能になります。回路基板には、LED の熱抵抗をさらに高めるヒートシンクも含まれています。この後、LED と回路を電球や照明器具のような構造物に封入して、より適切な外観を与えます。

製造のための LED 設計 

この革新的な時代において、LED の設計にはさらなる創造性が求められます。 LED ライトを製造する前に、LED の色温度、効率、光の適用、明るさなどの詳細を含む設計段階を経ます。ダイオードのサイズ、半導体の材質、不純物の種類、各層のダイオードの厚さなどのいくつかの要因が LED ライトの特性に大きく影響します。

したがって、LED ライトのカスタマイズされたデザインが必要な場合は、当社のチームにお問い合わせください。 ヴォルラーネ あなたのリクエストを確実にするため。私たちは、クライアントのそれぞれのリクエストには実行可能な解決策があると強く信じています。

LEDの製造工程

LED照明の製造プロセスは次の4つのステップで構成されます。

  • 半導体ウェーハ

半導体材料 ヒ素、ガリウム、リンなどは高温高圧室に入れられます。これにより材料が液化され、ロッド上に堆積されます。道路上でインゴットを形成します。次に、ウェーハをインゴットから切り出し、均一にし、特殊な溶液に浸して汚染を除去します。

  • 追加のレイヤー

その後、メーカーは LPE プロセスを利用してウエハーに結晶の層を追加します。ウェーハ上にドーパントと溶融 GaAsp 混合物を堆積すると、結晶層が成長します。また、高温でガス状のドーパントが入っている炉にドーパントを加えます。

  • 金属接点

このプロセスの後、製造業者はウェハが円を描くように移動しながらウェハ上にフォトレジスト物質を堆積させ、その表面にあらかじめ設定されたデザインを展開します。この物質は約 215°F の温度で硬化し、ウェハを紫外線にさらしてフォトレジスト上に複製デザインを作成します。 

次に、高温の真空密閉炉上で露出領域を接触金属で充填します。彼らは、 導かれた 窒素雰囲気と不活性水素環境を備えたチャンバー内で加熱し、ウェーハ表面と金属の結合を形成します。最終的に、メーカーはウェーハを切断して約 6000 個のダイを作成しました。

  • 取り付け

彼らはパッケージを使ってダイを実装しました。ダイの裏側には金属のコーティングが施され、電気接点が形成されます。製造はエポキシ金型内で真空シールされ、希望の形状が作成されます。 

LED の購入または製造における主な利点

LED には幅広い利点があります。それらの利点には次のようなものがあります。

  • 白熱電球や蛍光灯は全方向に熱と光を放射しますが、LED は特に一方向に光を放射します。 LED は光を生成して特定の領域を照らすため、消費エネルギーが少なく、エネルギー効率の高い光源になります。
  • LED のもう 1 つの重要な利点は、白熱電球が 90% のエネルギーを放出するときに高温になるのに対し、LED は組み込まれたヒートシンクに熱を放出するため、近づくとひんやりとした感触が得られることです。
  • 高度に設計および製造された LED は、従来の光源と比較して、はるかに効率的、効果的、多用途、耐久性があります。 
  • LEDはサイズが小さいため、単体でさまざまな用途に活用できます。 LED はそのサイズにより、スペースが限られた場所に取り付けることができます。
  • 高出力白色 LED は最大 35,000 ~ 50,000 時間動作し、従来の蛍光灯や白熱電球よりも長寿命です。
  • エネルギースターを通過する LED は、指定された寿命にわたって安定した光を提供します。ちらつきのない均一で安定した発光を実現します。

LED製造の応用

LED はさまざまなデバイスや用途に使用されています。アプリケーションには次のようなものがあります。 

  • 出口標識、建築照明、信号機、信号機、バイクや自転車のライト。 
  • 懐中電灯、踏切標識、娯楽・玩具用品、緊急自動車のライト。
  • ステータスインジケーター
  • 特に空港や駅での薄型、軽量のメッセージ ディスプレイ。
  • LCD、ディスプレイ、テレビ用のバックライト。
  • 自由空間光学と光ファイバー通信。
  • クリスマスイルミネーション、フォトニックテキスタイル、LED光線療法、ルマライブ。
  • ビジョンマシンシステムには、均一で明るく、ストロボで焦点を合わせた照明が必要です。

ハードルを乗り越える: LED 製造の複雑な世界

製作精度

LED を作成する技術は、比類のない精度が要求されるプロセスである半導体製造から始まります。各ウェーハ全体で一貫性を達成することは、LED に期待される信頼性と性能にとって不可欠な、手ごわい課題です。

イノベーションのコスト

 技術的な複雑さの先には、経済的な戦場があります。ガリウムなどの LED 製造に不可欠な材料は決して安くはありません。価格の変動によりさらに複雑さが増し、最終製品の手頃な価格に影響を及ぼします。

時間とテクノロジーとの競争

ペースの速い LED 製造の世界では、常に先を行くということは、絶え間ない革新を意味します。しかし、進歩に伴って競争の圧力や研究開発の高額な価格が加わり、メーカーは限界に追い込まれています。

環境に優しい?常にではない

LED はエネルギー効率が高いことで知られていますが、製造プロセスには環境への懸念がないわけではありません。環境負荷を削減するという業界の取り組みを反映して、より安全で持続可能な素材の探求が続いています。

需要に応じて拡張する

LED の世界的な需要が高まる中、品質と持続可能性の基準を維持しながら生産を拡大することは、並大抵のことではありません。これは業界の回復力と創意工夫の証であり、一度に 1 つの LED で未来が明るいままであることを保証します。

の世界で LEDの製造、半導体製造の精度からイノベーションと持続可能性のプレッシャーに至るまで、課題は山積しています。しかし、まさにこれらの課題こそが業界を前進させ、より明るく、より効率的な未来への道を照らし出すのです。

結論 

最先端の技術と革新的なアイデアで急成長を遂げている製造業。数年前には純度と均一性を備えたウェーハを製造することは不可能でしたが、現在ではそれが可能です。ウエハーを光に統合することで、LED の効率、明るさ、耐久性が向上します。 

LED は、海中エレクトロニクスや宇宙機器などの用途で需要が高く、必需品となっています。より多くの LED を小さなチップに組み込むプロセスにより、LED の効率と需要が高まります。

Vorlane は製造業のトップブランドです 高品質LED そして照明ソリューション。ヴォーラーネは開発以来絶大な人気を誇り、様々なお客様の心を掴んでおります。ガラスの特殊性、強度を高めるための加熱強化をはじめとするさまざまな製造能力とサービスに全幅の信頼を寄せていただけます。 ヴォルラーネ は、すべての LED 照明ソリューションに対応するワンストップ ソリューションです。 LED ライト システムの理解に関するミーティングを予約するには、当社の Web サイトにアクセスするか、お問い合わせください。 

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スティーブン・リャン
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