تجهیزات تولید LED: نوآوری تکنولوژیکی و ارتقاء زنجیره صنعتی

تجهیزات تولید LED: نوآوری تکنولوژیکی و ارتقاء زنجیره صنعتی

موتور کلیدی
به عنوان یک منبع نور نیمه هادی نسل سوم، فرآیند تولید LED (دیود تابش نور) شامل یک زنجیره تکنولوژیکی پیچیده است که شامل پیوند های متعدد مانند آماده سازی بستر است.,در سال های اخیر، با افزایش برنامه های کاربردی پیشرفته مانند MicroLED و LED خودرو،تجهیزات تولید LED شاهد پیشرفت های انقلابی از نظر دقت بوده استاین مقاله تجزیه و تحلیل را از سه ابعاد انجام می دهد: تجهیزات فرآیند اصلی، چالش های فنی و روند آینده.

I. تکامل تکنولوژیکی تجهیزات اصلی در تولید LED
تجهیزات رشد زیربنایی و اپیتاکسیال
آماده سازی مواد زیربنایی (مانند سفیر، کربید سیلیکون و مبتنی بر سیلیکون) سنگ بنای زنجیره صنعتی LED است.تکنولوژی بستر سیلیکون در سال های اخیر به دلیل هزینه پایین و سازگاری قوی آن به یک نقطه گرم تحقیق و توسعه تبدیل شده استبه عنوان مثال، گروه جيانگ فنگي از دانشگاه نانچانگ بر چالش رشد گاليوم نيتريد بر روي سوبسترات هاي سيليکوني با انجام بيش از 4000 آزمايش غلبه کردندترویج تولید انبوه تراشه های LED مبتنی بر سیلیکون. Epitaxial growth equipment such as MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) machines directly affect the crystal quality of the epitaxial layer by precisely controlling parameters such as temperature and gas flow rateتحقیقات دانشگاه فناوری چین جنوبی نشان می دهد که بهینه سازی فرآیند اپیتاکسیال می تواند نقص های وفر را کاهش دهد و بهره وری تراشه های MicroLED را بهبود بخشد.

تجهیزات برش تراشه و انتقال جرم
برش تراشه نیاز به تشکیل آرایه های LED در اندازه میکرو است از طریق فرآیندهای حکاکی، و فناوری انتقال توده خنثی اصلی برای تولید انبوه Microleds است.انتقال مکانیکی سنتی برای رسیدن به ± 1نیاز به خطای.5μm Laser-assisted transfer technology (such as the collaborative design of wedge-shaped push blocks and positioning rods in patented technology) significantly improves transfer efficiency and yield through automated clamping and precise positioningدستگاه مونتاژ دقیق ماژول اپتوالکترونیک EP-310 که توسط Yuanlisheng راه اندازی شده است، ماژول های تشخیص تصویر و فشار گرم را ادغام می کند.و برای سناریوهای تقاضای دقیق مانند مونتاژ لنز LED مناسب است.

تجهیزات بسته بندی و بازرسی
فرآیندهایی مانند پوشش فسفر و پیوند در مرحله بسته بندی به طور مستقیم بر کارایی نور و عمر LED تأثیر می گذارد.دستگاه توزیع کاملا خودکار Yuanlisheng OED-350 یک اندازه گیری ارتفاع لیزر و سیستم تمیز کردن سوزن خودکار را برای اطمینان از پوشش یکنواخت اتخاذ می کندتجهیزات تشخیصی در حال توسعه به سمت هوش هستند. به عنوان مثال، AMS Osram فناوری کد QR Data Matrix را معرفی کرده است.رمزگذاری داده های آزمایش هر LED (مانند شدت نور و مختصات رنگ) بر روی سطح بسته بندی، ساده سازی فرآیند تشخیص نوری و کاهش هزینه کالیبراسیون 26. The team from South China University of Technology also proposed the AOI (Automatic Optical Inspection) and EL (Electroluminescence) combined technology to achieve efficient identification and repair of MicroLED dead pixels.

چالش های فنی و جهت های نوآوری
تنگنای تولید MicroLED
MicroLED، به دلیل اندازه تراشه بسیار کوچک (<50μm) ، با چالش هایی مانند دستیابی به یک بازده انتقال بزرگ (با نیاز به 99.9999٪) و کنترل نقص های دیوار جانبی روبرو است.تحقیقات نشان می دهد که نانوذرات کمک به حکاکی و خود مونتاژ تکنولوژی می تواند آسیب دیوار جانبی را کاهش دهد، در حالی که زیربناهای QMAT و تکنولوژی لیزر Exfoliation (LLO) می توانند فرآیند انتقال را بهینه کنند.

ارتقاء اتوماسیون و اطلاعات
خطوط تولید LED سنتی به کار دستی متکی هستند که منجر به نوسانات بزرگ در بهره می شود.مطالعه ای که توسط دانشگاه علوم و فناوری نان تای در تایوان انجام شد، با استفاده از فرآیند شش سیگما DMAIC (Define، اندازه گیری، تجزیه و تحلیل، بهبود، کنترل) در ترکیب با ابزار آماری. دستگاه قرار دادن Yuanlisheng EM-560 یک ماژول جهت گیری پرواز را اتخاذ می کند،پشتیبانی از قرار دادن با سرعت بالا از اجزای در محدوده 0.6mm × 0.3mm تا 8mm × 8mm، ترویج اتوماسیون کامل فرآیند.

تولید سبز و بهینه سازی هزینه
صنعتی شدن تکنولوژی بستر سیلیکون (مانند مدل IDM Jingneng Optoelectronics) هزینه های تراشه را از طریق ادغام عمودی کاهش می دهد.در حالی که خوشه صنعتی LED در نانچانگ یک طرح زیست محیطی کامل از زیربناها تا بسته بندی را با تکمیل و گسترش زنجیره صنعتی شکل داده استعلاوه بر این، طراحی صرفه جویی در انرژی تجهیزات (مانند جعبه های بازتاب دهنده هوا و سیستم های کنترل درجه حرارت هوشمند) به یک روند حفاظت از محیط زیست تبدیل شده است.

روند آینده و چشم انداز صنعت
محبوبیت تجهیزات انتقال جرم با دقت بالا
تکنولوژی انتقال لیزر و انتقال رولر ظرفیت تولید انبوه مایکرو لید ها را افزایش می دهد. در ترکیب با یک سیستم تصحیح انحراف در زمان واقعی که توسط هوش مصنوعی هدایت می شود،انتظار می رود که از بهره وری انتقال صنعتی عبور کند (>50M/h).

تشخیص هوشمند و ادغام داده ها
The integration of Data Matrix QR codes and Internet of Things (IoT) technology will enable data traceability throughout the entire life cycle of leds and promote digitalization and customized production in factories.

توسعه تجهیزات کامپوزیت
دستگاه های آینده باید ادغام چند عملکردی مانند ماشین های یکپارچه ای که ترکیب حکاکی و بسته بندی را در بر می گیرند را در نظر بگیرند.یا دستگاه های چاپ انتقال که با زیربناهای انعطاف پذیر سازگار هستند، برای پاسخگویی به خواسته های نوظهور مانند روشنایی خودرو و نمایشگرهای پوشیدنی.

نتیجه گیری
نوآوری تکنولوژیکی در تجهیزات تولید LED نیروی محرکه اصلی برای ارتقاء زنجیره صنعتی است.از بسته بندی خودکار به تشخیص هوشمند، دقت و هوش تجهیزات در حال تغییر چشم انداز صنعت است. با پیشرفت های چین در ال ای دی مبتنی بر سیلیکون و دستاوردهای AMS Osram در بازرسی مبتنی بر داده،تولید جهانی LED در حال تسریع در تکامل خود به سمت بهره وری بالا استدر آینده، سازندگان تجهیزات باید به طور مداوم از محدودیت های فرآیند عبور کنند.و همکاری با علوم مواد و فناوری هوش مصنوعی برای رسیدگی به چالش های سناریوهای کاربردی پیچیده تر