अल्ट्रा-हाई-ब्राइटनेस एलईडी के अनुप्रयोग का विस्तार करना जारी है, पहले विशेष प्रकाश व्यवस्था के लिए बाजार में प्रवेश करना और सामान्य प्रकाश बाजार की ओर बढ़ना। एलईडी चिप्स की इनपुट शक्ति की निरंतर वृद्धि के कारण, इन बिजली एलईडी की पैकेजिंग तकनीक पर उच्च आवश्यकताओं को रखा गया है। पावर एलईडी पैकेजिंग तकनीक को निम्नलिखित दो आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: पहला, पैकेज संरचना में उच्च प्रकाश निष्कर्षण दक्षता होनी चाहिए, और दूसरा, थर्मल प्रतिरोध जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए, ताकि बिजली एलईडी के फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित हो सके।
यदि एक अर्धचालक एलईडी का उपयोग एक रोशन स्रोत के रूप में किया जाना है, तो एक पारंपरिक उत्पाद का चमकदार प्रवाह सामान्य प्रयोजन के प्रकाश स्रोत जैसे कि गरमागरम दीपक या एक फ्लोरोसेंट लैंप से बहुत दूर है। इसलिए, प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में एलईडी विकसित करने के लिए, कुंजी प्रकाश व्यवस्था की दक्षता और चमकदार प्रकाश को मौजूदा प्रकाश स्रोतों के स्तर तक बढ़ाने के लिए है। बिजली के एल ई डी के लिए उपयोग की जाने वाली एपिटैक्सियल सामग्री MOCVD एपिटैक्सियल ग्रोथ टेक्नोलॉजी और कई क्वांटम अच्छी संरचनाओं का उपयोग करती है। यद्यपि आंतरिक क्वांटम दक्षता को और बेहतर बनाने की आवश्यकता है, उच्च चमकदार प्रवाह प्राप्त करने के लिए सबसे बड़ी बाधा चिप की कम प्रकाश निष्कर्षण दक्षता है। मौजूदा पावर एलईडी डिजाइन चिप की प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार, चिप की थर्मल विशेषताओं में सुधार और चिप क्षेत्र में वृद्धि और ऑपरेटिंग वर्तमान में वृद्धि करके डिवाइस की फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता में सुधार के लिए एक नया फ्लिप चिप सोल्डरिंग संरचना को अपनाता है। उच्च चमकदार प्रवाह। चिप के अलावा, डिवाइस की पैकेजिंग तकनीक भी महत्वपूर्ण है। प्रमुख पैकेजिंग प्रौद्योगिकी प्रक्रियाएं हैं:
हीट लंपटता प्रौद्योगिकी
पारंपरिक सूचक प्रकार एलईडी पैकेज संरचना आम तौर पर छोटे आकार के परावर्तक कप में या वाहक तालिका पर चिप को माउंट करने के लिए प्रवाहकीय या गैर-प्रवाहकीय गोंद का उपयोग करती है। सोने के तार का उपयोग डिवाइस के आंतरिक और बाहरी कनेक्शन को पूरा करने के लिए किया जाता है और इसे एपॉक्सी राल के साथ समझाया जाता है। इसका थर्मल प्रतिरोध 250 ° C / W ~ 300 ° C / W जितना होता है। अगर नई पावर चिप पारंपरिक एलईडी पैकेज फॉर्म को अपनाती है, तो जंक्शन का तापमान तेजी से बढ़ेगा और खराब गर्मी के कारण एपॉक्सी कार्बोनाइजेशन पीला हो जाएगा। ओपन सर्किट की विफलता के कारण तेजी से थर्मल विस्तार से उत्पन्न तनाव के कारण भी विफलता तक त्वरित प्रकाश क्षय।
इसलिए, बड़े ऑपरेटिंग करंट के साथ पावर एलईडी चिप के लिए, कम तापीय प्रतिरोध, अच्छी गर्मी अपव्यय और कम तनाव के साथ एक नई पैकेज संरचना, पावर एलईडी डिवाइस की तकनीकी कुंजी है। चिप को कम प्रतिरोधकता और उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री के साथ जोड़ा जा सकता है; एक तांबे या एल्यूमीनियम गर्मी सिंक चिप के निचले हिस्से में जोड़ा जाता है, और एक अर्ध-ढलवां संरचना का उपयोग गर्मी अपव्यय को तेज करने के लिए किया जाता है; और यहां तक कि एक माध्यमिक हीट सिंक को डिवाइस के थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डिवाइस के अंदर, उच्च पारदर्शिता के साथ लचीला सिलिकॉन रबर से भरा, सिलिकॉन रबर के तापमान सीमा के भीतर (आम तौर पर -40 डिग्री सेल्सियस ~ 200 डिग्री सेल्सियस), जेल तापमान में अचानक परिवर्तन के कारण नहीं खुलेगा, और पीले रंग की घटना नहीं दिखाई देगी । भाग सामग्री को भी अपने थर्मल और थर्मल गुणों को ध्यान में रखना चाहिए ताकि अच्छे समग्र थर्मल गुण प्राप्त हो सकें।
माध्यमिक ऑप्टिकल डिजाइन प्रौद्योगिकी
डिवाइस की प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार करने के लिए, एक अतिरिक्त परावर्तक कप और कई ऑप्टिकल लेंस डिज़ाइन किए गए हैं।
पावर एलईडी सफेद प्रकाश प्रौद्योगिकी
श्वेत प्रकाश प्राप्त करने के तीन सामान्य तरीके हैं:
(1) ब्लू चिप YAG फॉस्फर के साथ लेपित है, चिप की नीली रोशनी 540 एनएम ~ 560 एनएम के पीले-हरे रंग की रोशनी का उत्सर्जन करने के लिए फॉस्फोर को उत्तेजित करती है, और पीले-हरे रंग की रोशनी और नीली रोशनी सफेद रोशनी को संश्लेषित करती है। विधि तैयार करने के लिए अपेक्षाकृत सरल है, दक्षता में उच्च है, और व्यावहारिक है। नुकसान यह है कि कपड़े की स्थिरता खराब है, फॉस्फोर को वेग देना आसान है, प्रकाश की सतह की एकरूपता खराब है, रंग टोन एक समान नहीं है, रंग तापमान अधिक है, और रंग प्रतिपादन आदर्श नहीं है।
(2) आरजीबी तीन प्राथमिक रंग कई चिप्स या कई उपकरण सफेद रोशनी बनाने के लिए प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं, या सफेद रोशनी पैदा करने के लिए नीले + पीले हरे रंग की दोहरी चिप पूरक रंग का उपयोग करते हैं। जब तक गर्मी का विघटन होता है, तब तक विधि द्वारा उत्पादित सफेद प्रकाश पूर्व विधि की तुलना में अधिक स्थिर होता है, लेकिन ड्राइविंग अधिक जटिल होती है, और अलग-अलग रंग के चिप्स की अलग-अलग प्रकाश क्षय गति भी मानी जाती है।
(3) पराबैंगनी प्रकाश चिप पर आरजीबी फॉस्फर लागू करें, और सफेद प्रकाश बनाने के लिए तीन प्राथमिक रंगों का उत्पादन करने के लिए फॉस्फोर को उत्तेजित करने के लिए वायलेट प्रकाश का उपयोग करें। वर्तमान यूवी चिप्स और आरजीबी फास्फोरस की कम दक्षता के कारण, यह अभी तक व्यावहारिक चरण तक नहीं पहुंचा है।
हम मानते हैं कि प्रकाश व्यवस्था के लिए डब्ल्यू श्रेणी के बिजली एलईडी उत्पादों के औद्योगीकरण का एहसास करने के लिए निम्नलिखित तकनीकी समस्याओं को हल किया जाना चाहिए:
1. पाउडर कोटिंग नियंत्रण: एलईडी चिप + फॉस्फर प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली कोटिंग विधि आमतौर पर फॉस्फर को गोंद के साथ मिलाने के लिए होती है और फिर इसे एक डिस्पेंसर के साथ चिप पर लागू किया जाता है। ऑपरेशन के दौरान, क्योंकि वाहक जेल की चिपचिपाहट गतिशील पैरामीटर है, फॉस्फर का विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण वाहक जेल की तुलना में बड़ा है, और डिस्पेंसर की सटीकता और डिस्पेंसर की सटीकता, एकरूपता का नियंत्रण फास्फोर की कोटिंग की मात्रा कठिन है, जिसके परिणामस्वरूप सफेद रोशनी होती है। असमान रंग।
2, फिल्म फोटोइलेक्ट्रिक मापदंडों: अर्धचालक प्रक्रिया की विशेषताओं, एक ही सामग्री ऑप्टिकल मापदंडों (जैसे तरंगदैर्ध्य, प्रकाश की तीव्रता) और इलेक्ट्रिकल (जैसे आगे वोल्टेज) पैरामीटर अंतर एक ही वेफर चिप के बीच निर्धारित कर सकते हैं। यह आरजीबी ट्राइक्रोमैटिक चिप्स के लिए विशेष रूप से सच है, जो सफेद क्रोमैटिकिटी मापदंडों पर बड़ा प्रभाव डालते हैं। यह उन प्रमुख तकनीकों में से एक है जिन्हें औद्योगिकीकरण में हल किया जाना चाहिए।
3. आवेदन आवश्यकताओं के अनुसार प्रकाश क्रोमैटिकिटी मापदंडों का नियंत्रण: विभिन्न प्रयोजनों के लिए, रंग निर्देशांक, रंग तापमान, रंग प्रतिपादन, ऑप्टिकल शक्ति (या प्रकाश की तीव्रता) और सफेद एल ई डी के स्थानिक वितरण की आवश्यकताएं अलग-अलग हैं। उपरोक्त मापदंडों के नियंत्रण में उत्पाद संरचना, प्रक्रिया विधि और सामग्री जैसे विभिन्न कारकों का सहयोग शामिल है। औद्योगिक उत्पादन में, उन उत्पादों को प्राप्त करने के लिए उपरोक्त कारकों को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है जो आवेदन की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं और अच्छी स्थिरता रखते हैं।
परीक्षण प्रौद्योगिकी और मानकों
डब्ल्यू-क्लास पावर चिप निर्माण प्रौद्योगिकी और सफेद एलईडी तकनीक के विकास के साथ, एलईडी उत्पाद धीरे-धीरे (विशेष) प्रकाश बाजार में प्रवेश कर रहे हैं। प्रदर्शन या संकेत के लिए उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक एलईडी उत्पाद पैरामीटर परीक्षण मानकों और परीक्षण विधियों अब प्रकाश अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा नहीं कर सकते हैं। देश और विदेश में सेमीकंडक्टर उपकरण निर्माताओं ने अपने स्वयं के परीक्षण उपकरण भी लॉन्च किए हैं। विभिन्न उपकरणों द्वारा उपयोग किए जाने वाले परीक्षण के सिद्धांतों, स्थितियों और मानकों में कुछ अंतर होते हैं, जो परीक्षण आवेदन और उत्पाद तुलनात्मक कार्य की कठिनाई और जटिलता को बढ़ाते हैं।
चीन ऑप्टिकल ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्री एसोसिएशन ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सब-कमेटी इंडस्ट्री एसोसिएशन ने एलईडी उत्पाद विकास की जरूरतों के अनुसार 2003 में "एलईडी टेस्ट विधि (ट्रायल)" जारी किया। इस परीक्षण विधि ने एलईडी रंगमंच के मापदंडों पर नियम जोड़े हैं। हालांकि, एलईडी को प्रकाश उद्योग में विस्तार करने की आवश्यकता है। एलईडी लाइटिंग उत्पाद मानकों की स्थापना औद्योगिक मानकीकरण का एक महत्वपूर्ण साधन है।
स्क्रीनिंग तकनीक और विश्वसनीयता आश्वासन
ल्यूमिनेयर की उपस्थिति की सीमा के कारण, रोशनी के लिए एलईडी के विधानसभा स्थान को सील और सीमित किया जाता है, और सील और सीमित स्थान एलईडी के अपव्यय को गर्म करने के लिए अनुकूल नहीं है, जिसका अर्थ है कि एलईडी को रोशन करने का वातावरण है पारंपरिक प्रदर्शन और संकेत एलईडी उत्पादों के लिए अवर। इसके अलावा, प्रकाश एलईडी उच्च वर्तमान ड्राइव के तहत संचालित होता है, जो उस पर उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं को डालता है। औद्योगिक उत्पादन में, विभिन्न उत्पाद उपयोगों के लिए उपयुक्त थर्मल एजिंग, तापमान चक्र सदमे, लोड उम्र बढ़ने की प्रक्रिया स्क्रीनिंग परीक्षण और उत्पाद की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए प्रारंभिक विफलता उत्पादों को समाप्त करना आवश्यक है।
इलेक्ट्रिक सुरक्षा तकनीक
चूंकि गाएन एक विस्तृत बैंडगैप सामग्री है, प्रतिरोधकता अधिक है, और उत्पादन प्रक्रिया में स्थैतिक बिजली द्वारा उत्पन्न प्रेरित चार्ज आसानी से नहीं खोए जाते हैं, और काफी हद तक संचित होते हैं, और एक उच्च इलेक्ट्रोस्टैटिक वोल्टेज उत्पन्न किया जा सकता है। जब सामग्री का सामना करने की क्षमता पार हो जाती है, तो एक टूटने की घटना होती है और निर्वहन होता है। नीलम सब्सट्रेट की नीली चिप में एक छोटी पिच के साथ चिप पर सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड होते हैं। InGaN / AlGaN / GaN डबल विषमता के लिए, InGaN सक्रिय पतली परत केवल कुछ नैनोमीटर है, और इलेक्ट्रोस्टैटिक का सामना करने की क्षमता छोटी है, जो बेहद आसान है। डिवाइस को अक्षम करने के लिए इसे स्थिर बिजली से तोड़ा जाता है।
इसलिए, औद्योगिक उत्पादन में, स्थैतिक बिजली की रोकथाम उचित है, सीधे उत्पाद की उपज, विश्वसनीयता और आर्थिक लाभ को प्रभावित करती है। स्थैतिक बिजली को रोकने के लिए कई तकनीकें हैं:
1. उत्पादन और उपयोग के लिए मानव शरीर, मंच, जमीन, अंतरिक्ष और उत्पादों के प्रसारण, स्टैकिंग आदि के खिलाफ सावधानी बरतें। साधन विरोधी स्थैतिक कपड़े, दस्ताने, कंगन, जूते, पैड, बक्से, आयन प्रशंसक, परीक्षण उपकरण, आदि हैं।
2. चिप पर इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रोटेक्शन सर्किट डिजाइन करें।
3. एलईडी पर सुरक्षा उपकरण माउंट करें।
पावर एलईडी पैकेजिंग तकनीक की वर्तमान स्थिति
पावर एलईडी को पावर एलईडी और डब्ल्यू-क्लास पावर एलईडी में विभाजित किया गया है। पावर एलईडी की इनपुट शक्ति 1W से कम है (पावर एलईडी के दसियों मिल को छोड़कर); डब्ल्यू-क्लास पावर एलईडी की इनपुट शक्ति 1W के बराबर या उससे अधिक है।
विदेशी बिजली एलईडी पैकेजिंग प्रौद्योगिकी
(1) पावर एलईडी
जल्द से जल्द, एचपी ने 1990 के दशक की शुरुआत में "पिरान्हा" पैकेज संरचना की एलईडी पेश की, और 1994 में बेहतर "स्नैपडेड" की शुरुआत की। इसमें दो ऑपरेटिंग धाराओं, 70mA और 150mA हैं, और इनपुट शक्ति 0.3W तक पहुंच सकती है। फिर ओएसआरएएम ने "पॉवरप्लड" पेश किया। बाद में, कुछ कंपनियों ने विभिन्न प्रकार के पावर एलईडी पैकेज संरचना की शुरुआत की। इन संरचनाओं की शक्ति एल ई डी मूल रैक पैकेज की एलईडी इनपुट शक्ति से कई गुना अधिक है, और थर्मल प्रतिरोध एक अंश से कम हो जाता है।
(2) डब्ल्यू-क्लास पावर एलईडी
डब्ल्यू-क्लास पावर एलईडी भविष्य की रोशनी का मुख्य हिस्सा है, इसलिए दुनिया की प्रमुख कंपनियों ने डब्ल्यू-क्लास पावर एलईडी की पैकेजिंग तकनीक पर शोध और विकास करने के लिए बहुत अधिक शक्ति का निवेश किया है।
सिंगल-चिप डब्ल्यू-क्लास पावर एलईडी को पहली बार 1998 में लुमेड्स द्वारा पेश किया गया था। पैकेज संरचना को थर्मोइलेक्ट्रिक पृथक्करण द्वारा विशेषता है। फ्लिप चिप सीधे सिलिकॉन कैरियर के साथ हीट सिंक में मिलाया जाता है, और एक चिंतनशील कप और ऑप्टिकल का उपयोग किया जाता है। नई संरचनाएं और सामग्री जैसे लेंस और लचीले पारदर्शी चिपकने वाले अब एकल-चिप 1W, 3W और 5W के साथ उच्च-शक्ति एलईडी में उपलब्ध हैं। ओएसआरएएम ने 2003 में एलईडी की एकल-चिप "गोल्डनड्रैगन" श्रृंखला शुरू की, जिसमें गर्मी सिंक और धातुओं की विशेषता है। सर्किट बोर्ड सीधे संपर्क में है और इसमें अच्छी गर्मी अपव्यय प्रदर्शन है, और इनपुट शक्ति 1W तक पहुंच सकती है।
मल्टी-चिप पैकेज के साथ हाई-पावर एलईडी कई संरचनाओं और पैकेजों में उपलब्ध हैं। 2001 में, UOE Corporation ने सब्सट्रेट के रूप में एक हेक्सागोनल एल्यूमीनियम प्लेट के साथ एक मल्टी-चिप पैकेज में एलईड की नॉर्लक्स श्रृंखला की शुरुआत की। 2003 में, लैनिनाकेर्म्स ने धातु सब्सट्रेट पर कंपनी के स्वामित्व वाले कम तापमान वाले सिंटर्ड सिरेमिक (LTCC-M) तकनीक पर पैक की गई एक उच्च-शक्ति एलईडी सरणी पेश की। 2003 में, पैनासोनिक ने 64 चिप्स के संयोजन से एक उच्च-शक्ति वाले सफेद एलईडी पैक को लॉन्च किया। 2003 में, निकिया कॉर्पोरेशन ने घोषणा की कि यह दुनिया में सबसे चमकदार सफेद एलईडी है, जिसमें 600 लीटर का चमकदार प्रवाह और 1000 एलएम का आउटपुट बीम है। यह 30W है, अधिकतम इनपुट शक्ति 50W है, और प्रदर्शन प्रदान करने वाले सफेद एलईडी मॉड्यूल में 33lm / W की चमकदार दक्षता है।
मल्टी-चिप संयोजन के साथ उच्च-शक्ति एलईडी के बारे में, कई कंपनियों ने वास्तविक बाजार की मांग के अनुसार नई संरचना और पैकेजिंग के साथ लगातार कई नए उत्पाद विकसित किए हैं, और उनकी विकास गति बहुत तेज है।
घरेलू बिजली एलईडी पैकेजिंग प्रौद्योगिकी
घरेलू एलईडी पैकेजिंग उत्पाद अधिक पूर्ण हैं। प्रारंभिक अनुमानों के मुताबिक, चीन में 200 से अधिक एलईडी पैकेजिंग फैक्ट्रियां हैं, जिनकी पैकेजिंग क्षमता 20 बिलियन / वर्ष से अधिक है, और पैकेजिंग क्षमता भी बहुत मजबूत है। हालांकि, कई पैकेजिंग कारखाने निजी कंपनियां हैं, जो बड़े पैमाने पर छोटी हैं। हालांकि, चीन के ताइवान यूईसी कॉरपोरेशन (नेशनल यूनियन) में मेटलकाडिंग तकनीक द्वारा एनकैप्सुलेटेड एमबी सीरीज़ हाई-पावर एलईडी को गेस सब्सट्रेट को सी के साथ बदलने, अच्छी गर्मी लंपटता प्रदान करने और बेहतर प्रतिबिंब परत के रूप में मेटल बॉन्डिंग परत का उपयोग करने की विशेषता है। प्रकाश उत्पादन। ।
उच्च-शक्ति एलईडी पैकेजिंग प्रौद्योगिकी के अनुसंधान और विकास के लिए, देश ने आधिकारिक तौर पर निवेश का समर्थन नहीं किया है, और घरेलू अनुसंधान इकाइयां शायद ही कभी हस्तक्षेप करती हैं। पैकेजिंग उद्यमों के कमजोर घरेलू विकास का गठन, पैकेजिंग उद्यमों के निवेश और अनुसंधान (जनशक्ति और वित्तीय संसाधन) की ताकत अभी भी पर्याप्त नहीं है। पैकेजिंग का तकनीकी स्तर अभी भी विदेशों से काफी अलग है।