LED燈是如何製造的?

LED 製造流程:從半導體晶圓到高功率照明解決方案。了解 LED 的優點和應用。

介紹

光 發光二極體或 LED 是指光源。當電子穿過半導體材料時,它會打開燈。 LED 有不同的製造類型,如手電筒、球泡燈、檯燈等。每種產品都有不同的用途。

一般來說,LED分為兩種主要類型:低功率LED和高功率LED。

  1. 低功率 LED:這些 LED 主要用於出口標誌、閃爍燈或引起注意的指示器等產品。
  2. 高功率 LED:專門用於照亮整個空間。例如,具有各種 LED 來產生白光的燈具。

製造用 LED 組件

LED 包含一個微小的晶片和多層半導體材料。 LED 封裝還包含多個晶片,這些晶片安裝在導熱材料上。這種材料也稱為散熱器,並覆蓋有透鏡。它形成了 7-9 毫米厚的設備,可用於多種產品和應用。

此後,LED 被放置在電路板上,使其能夠控制燈光,如調光、預設定時和感應。電路板還包含一個散熱器,進一步增強了 LED 的熱阻。之後,將 LED 和電路封裝在燈泡或燈具等結構中,使其外觀更合適。

LED 製造設計 

在這個創新的時代,LED設計需要更多的創造力。在製造 LED 燈之前,會經歷一個設計階段,其中包括 LED 的色溫、效率、光應用和亮度等細節。二極體的尺寸、半導體材料、雜質類型以及每層二極體的厚度等幾個因素都會顯著影響 LED 光的屬性。

因此,如果您想要 LED 燈的客製化設計,請聯絡我們的團隊 沃蘭 以確保您的要求。我們堅信,客戶的每一個要求都有一個可行的解決方案。

LED製造工藝

LED燈的製造過程包括以下四個步驟。

  • 半導體晶圓

半導體材料 像砷、鎵或磷一樣需要在高溫高壓室中進行。它將材料液化,然後沉積在一根棒上。它在路上形成了一個錠。然後從錠上切下晶片,均勻化並浸入特殊溶液中以消除污染。

  • 附加層

然後,製造商借助 LPE 製程在晶圓上添加晶體層。摻雜劑和熔化的 GaAsp 混合物沉積在晶片上,生長出晶體層。他們還在高溫下將摻雜劑添加到含有氣體形式的摻雜劑的熔爐中。

  • 金屬觸點

在此過程之後,製造商在晶圓繞圈移動時在晶圓上沉積光致抗蝕劑物質,以在其表面上形成預設設計。該物質在接近 215°F 的溫度下硬化,並將晶圓暴露在紫外線下,從而在光阻上創建重複的設計。 

然後在高溫真空密封爐上用接觸金屬填充暴露區域。他們把 引領 在具有氮氣氣氛和惰性氫氣環境的腔室中進行加熱,以形成金屬與晶圓表面的結合。最終,製造商將晶圓切割成大約 6000 個晶片。

  • 安裝

他們用一個封裝來安裝晶片。晶片背面塗有金屬塗層以形成電氣接觸。製造過程是在環氧樹脂模具中真空密封以形成所需的形狀。 

LED 的主要購買或製造優勢

LED 具有廣泛的優勢。其中一些好處包括:

  • LED 特別向一個方向發光,而白熾燈泡或螢光燈管則向各個方向發出熱量和光。由於 LED 產生光並照亮特定區域,因此消耗的能量更少,使其成為節能光源。
  • LED 的另一個顯著優勢是當您接近時的冷卻觸感,因為它們將熱量釋放到內置散熱器中,而白熾燈泡則很熱,因為它們釋放 90% 的能量。
  • 與傳統照明光源相比,精心設計和製造的 LED 更加高效、有效、多功能且耐用。 
  • LED 尺寸較小,因此可以在各種類型的應用中單獨使用。由於其尺寸,LED 可以固定在空間有限的區域。
  • 高功率白光 LED 的使用壽命最長為 35,000-50,000 小時,比傳統螢光燈或白熾燈泡的使用壽命更長。
  • 通過能源之星認證的 LED 可在指定的使用壽命內提供穩定的光線。它們提供均勻、穩定的照明,無閃爍。

製造 LED 的應用

LED 用於各種設備和應用。一些應用包括: 

  • 出口標誌、建築照明、號誌燈、交通燈、摩托車和自行車燈。 
  • 手電筒、鐵路道口標誌、娛樂和玩具商品以及緊急汽車上的燈。
  • 狀態指示燈
  • 薄而輕的訊息顯示屏,特別是在機場和火車站。
  • LCD、顯示器和電視的背光源。
  • 自由空間光學和光纖通訊。
  • 聖誕燈飾、光子紡織品、LED 光療和 Lumalive。
  • 視覺機器系統需要均勻、明亮、頻閃和聚焦的照明。

克服障礙:LED 製造的複雜世界

製作精度

LED 的製造藝術始於半導體製造,這個過程需要無與倫比的精確度。在每個晶圓上實現一致性是一項艱鉅的挑戰,這對於我們期望 LED 的可靠性和性能至關重要。

創新的成本

 除了複雜的技術之外,還有經濟戰場。 LED 生產所必需的材料(例如鎵)並不便宜。價格波動又增加了一層複雜性,影響了最終產品的負擔能力。

與時間和技術賽跑

在快節奏的 LED 製造領域,保持領先意味著不懈的創新。但隨著進步而來的是競爭壓力和高昂的研發成本,將製造商推向極限。

環保的?不總是

雖然 LED 因其能源效率而聞名,但其製造過程並非沒有環境問題。對更安全、更永續的材料的追求仍在繼續,這反映了該行業對減少生態足跡的承諾。

擴展以滿足需求

隨著全球 LED 需求的成長,在擴大生產的同時維持品質和永續發展標準是一項需要兼顧的工作。這證明了該行業的韌性和獨創性,確保未來保持光明,一次一顆 LED。

在世界上 LED製造從半導體製造的精度到創新和永續發展的壓力,挑戰比比皆是。然而,正是這些挑戰推動了產業向前發展,照亮了通往更光明、更有效率的未來的道路。

結論 

製造業憑藉先進技術和創新理念快速發展。幾年前不可能製造出純度和均勻性的晶圓,但現在是可行的。燈中晶圓的整合提高了 LED 的效率、亮度和耐用性。 

LED 成為海底電子設備和外太空設備等應用的高需求和必需品。在小晶片上整合更多 LED 的過程使它們更加高效、更受歡迎。

Vorlane是製造領導品牌 高品質 LED 和照明解決方案。自從Vorlane發展以來,我們獲得了巨大的知名度,並贏得了許多客戶的青睞。您可以完全信任我們的各種製造能力,包括熱鋼化以提高玻璃的專業、強度和服務。 沃蘭 是您所有 LED 照明解決方案的配套和一站式解決方案。請造訪我們的網站或聯絡我們預訂有關了解 LED 燈系統的會議。 

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史蒂文·梁
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