¿Cómo funcionan los LED

Ya en 2007, en uno de los informes en la conferencia de Beijing de la Comisión Internacional de Iluminación, se enfatizó la importancia de la economía y el respeto al medio ambiente de los productos de iluminación más avanzados y aún en desarrollo.

El acento primario fue hecho por los altavoces en un uso más racional y eficiente de la luz. Y esto no fue en absoluto un llamado para reducir de alguna manera la iluminación. Como uno de los pasos más importantes hacia este objetivo, se destaca el desarrollo y la implementación de fuentes de luz energéticamente más eficientes y respetuosas con el medio ambiente: LEDs.

Industria de alta tecnología

Los LED son productos eléctricos semiconductores diseñados para recibir luz debido a la corriente eléctrica que pasa a través de la unión pn. Pero no todas las uniones pn emiten luz.

Para recibir luz de un semiconductor, se deben cumplir ciertas condiciones: la zona de transición prohibida en el semiconductor debe ser tan amplia que la energía de los cuantos resultantes esté cerca de la energía de los cuantos de luz visible, y la probabilidad de radiación en el proceso de recombinación de pares de electrones debe ser alta.

Para cumplir con estas condiciones, el cristal fabricado debe tener un mínimo de defectos que conduzcan a la recombinación de electrones con agujeros sin radiación. Esto no es fácil de lograr, solo una unión p-n no será suficiente, debe crear estructuras de semiconductores multicapa: heteroestructuras que, por cierto, sentaron las bases para una nueva etapa en el desarrollo de la tecnología de producción de diodos emisores de luz.

La creación de LED está llena de ciertos obstáculos, porque esta industria de la iluminación está en constante evolución, y todavía no hay ciertas regulaciones establecidas.

El proceso de producción de LED, así como los métodos para su operación directa, aún no están sujetos a algunos documentos generales, por lo tanto, cada fabricante importante desarrolla sus propios principios para seleccionar los productos apropiados.

No hay acuerdos internacionales. Y a pesar de que ya se han logrado algunos resultados muy positivos en los últimos años, todavía no hay requisitos unificados para la tecnología led. Y ahora comprenderá todo, ya que examinaremos más a fondo la tecnología de producción de LED paso a paso.

Formación de cristales

Crystal LED se cultiva. El proceso clave en toda esta cadena se llama epitaxia organometálica, en la cual el crecimiento de cristales epitaxiales orientados se realiza en el sustrato.

El semiconductor se cultiva por pirólisis térmica (descomposición) de compuestos organometálicos que contienen los elementos químicos necesarios. Aquí, la presencia de gases puros es obligatoria, cuya presencia está garantizada por las instalaciones modernas.

La capa crecida debe tener un cierto grosor, que se controla durante el proceso de epitaxia. En este caso, la estructura en la superficie del sustrato debe ser homogénea.

Las instalaciones confiables y de alta calidad para el crecimiento epitaxial son muy costosas, y el proceso de obtención de materiales de alta calidad para la producción de LED de alta calidad lleva más de un año.

Fabricación de chips

Para obtener un chip, un cristal cultivado en un sustrato se somete a grabado, luego se crean contactos y la muestra resultante se corta en pedazos. Esto se llama "procesamiento de película plana". Una película entera se corta en miles de pequeños chips.

Clasificación de chips

La clasificación de chips picados se llama binning. Los frijoles son grupos. La clasificación es muy importante, pero a menudo se olvida, analizando el proceso de creación de LED.

La conclusión es que en cualquier producción es importante seleccionar productos de alta calidad, así como clasificar el producto por parámetros, de acuerdo con ciertos criterios, lo cual es especialmente importante para los LED. En las etapas de epitaxia, y después del corte, es imposible obtener miles de cristales (chips) que son absolutamente idénticos en características.

De una forma u otra, sus características variarán y aparecerán en un rango bastante amplio de parámetros. Es por eso que los chips deben clasificarse de acuerdo con las características en grupos (bins), de modo que en cada grupo haya chips con un cierto valor de algún parámetro, adecuados para los requisitos del rango de un grupo en particular: por longitud de onda, por voltaje, por flujo luminoso, etc. .

Como resultado de la agrupación, los LED se dividirán por aplicación e incluso por nombre. Algunos irán por algunos objetivos, otros por otros. El círculo de consumidores del producto se expandirá.

LED casi terminado

Se obtiene un LED confeccionado en la etapa final de la cadena tecnológica. Aquí se crea el cuerpo de la futura fuente de luz, se sueldan las conclusiones, se selecciona un fósforo adecuado. Se seleccionan el sistema óptico, la forma y los parámetros de la lente.

Las lentes están hechas de varios materiales (resina epoxi, plástico, silicona). Dependiendo de los requisitos, se elige el material del sistema óptico. Los requisitos son muy amplios, porque es el sistema óptico el que desempeñará un papel decisivo en la forma en que se dirigirá el flujo de luz, cuál será el ángulo sólido, etc.

Características de la lente

Las lentes deben ser lo más transparentes posible, transmitir luz en todo el rango visible. En este caso, la lente debe adherirse bien al material de la placa de circuito impreso, ser termoestable durante toda la vida útil. Esto significa que la lente no debería verse afectada por la radiación del cristal y los efectos químicos del fósforo, si se usa.

El proceso de producción de LED en la fábrica OPTOGAN:

LEDs

Los LED no son en vano considerados las mejores fuentes de luz. Se caracterizan por un bajo consumo de energía, la ausencia de componentes dañinos como el mercurio, un voltaje de suministro seguro, alta confiabilidad, compacidad y otras cualidades útiles.

Son los LED los que le permiten construir sistemas de iluminación y accesorios de iluminación de varias formas y tamaños, a la vez que de alta calidad: reflectores, tiras de LED, lámparas, lámparas, paneles, etc.

Una cosa es innegable: la dirección de los LED en la industria de la iluminación se está desarrollando dinámicamente en todo el mundo. La tecnología es objeto de atención de especialistas y científicos altamente calificados de muchos países. En un futuro cercano, se lograrán indicadores aún más impresionantes.

Ver también sobre este tema:

Tipos, características, marcado de LED SMD

Tipos, dispositivos y características de las tiras LED