تجهیزات تولید LED: موتور اصلی صنعت دقیق و تولید هوشمند

تجهیزات تولید LED: موتور اصلی صنعت دقیق و تولید هوشمند

مقدمه
با استفاده گسترده از ال ای دی در زمینه هایی مانند روشنایی، نمایش و الکترونیک خودرو، فناوری تولید آن به سرعت در حال توسعه به سمت دقت بالا، کارایی بالا،و اطلاعاتبه عنوان پشتیبانی اصلی زنجیره صنعت LED، تجهیزات تولید LED نه تنها عملکرد و بهره وری محصول را تعیین می کند،اما همچنین نوآوری فناوری نيمه رسانا و اپتو الکترونيکي را ارتقا می دهداین مقاله به طور عمیق در تجهیزات کلیدی، چالش های فنی و روند آینده در تولید LED،و آن ها را در ترکیب با آخرین پیشرفت های صنعت 3610.

I. تجهیزات اصلی و جریان فرآیند تولید LED
تولید LED شامل سه پیوند اصلی است: آماده سازی تراشه، بسته بندی و آزمایش. هر پیوند به سیستم های تجهیزات بسیار تخصصی متکی است:

1تجهیزات رشد اپیتاکسیال: راکتور MOCVD
رسوب بخار شیمیایی فلزی آلی (MOCVD) یک تجهیزات اصلی در تولید تراشه های LED است که برای رشد لایه های مواد نیمه هادی مانند گالیوم نیترید (GaN) بر روی زیربناها استفاده می شود.افزایش تجهیزات داخلی MOCVD (مانند مدل های مستقل توسعه یافته توسط موسسه نیمه هادی آکادمی علوم چین) به طور قابل توجهی هزینه های تولید را کاهش داده است، با قیمت واحد تنها 50 درصد از تجهیزات وارداتی است. فن آوری های کلیدی شامل کنترل یکنواخت گرما،تنظیم دقیق سرعت جریان گاز و بهینه سازی ثبات ساختار اپیتاسیال چند لایه ای.

2تجهیزات پردازش تراشه
گسترش دهنده تراشه: فاصله تراشه های LED را از 0.1mm به 0.6mm گسترش می دهد تا از برخورد تراشه در فرآیندهای بعدی جلوگیری شود.

ماشین نصب خودکار: این دستگاه نوزل های مکش خلاء و نوزل های مکش باکلیت را به کار می گیرد و تراشه ها را از طریق یک سیستم موقعیت دهی بصری به براکت منتقل می کند.با دقت ±10μmتراشه نور آبی سبز نیاز به یک ماده نوزل خاص برای جلوگیری از آسیب سطح 58 دارد.

دستگاه جوش فشاری: الکترود تراشه از طریق جوش توپ سیم طلا یا تکنولوژی جوش فشاری سیم آلومینیوم به براکت متصل می شود.شکل و نیروی کشش نقطه جوش نیاز به نظارت در زمان واقعی برای اطمینان از قابلیت هدایت الکتریکی. 58

3تجهیزات بسته بندی و بازرسی
دستگاه توزیع/پوتینگ: به دقت مقدار چسب نقره ای یا چسب عایق کننده را کنترل کنید (به عنوان مثال برای LED های سفید،لازم است از تفاوت رنگ ناشی از بارش فسفر اجتناب شود) 28.

دستگاه بسته بندی قالب: این دستگاه از فناوری تزریق خلاء هیدرولیک برای از بین بردن حباب ها و افزایش سخت گیری بسته بندی استفاده می کند.

آزمایشگر فوتو الکتریکی: با ادغام تجزیه و تحلیل طیف و عملکرد آزمایش مقاومت حرارتی، پارامترهای مانند شدت نور، طول موج و دمای رنگ را مرتب می کند،و از استانداردهای طبقه بندی سفارشی پشتیبانی می کند 810.

نوآوری های تکنولوژیکی و پیشرفت های صنعتی
پیشرفت در تجهیزات تولید در مقیاس نانو
تکنولوژی تولید ال ای دی پرووسکیتی که توسط تیم دانشگاه ژجیانگ توسعه یافته، یک پیشرفت در اندازه پیکسل ۹۰ نانومتری را به دست آورده است.که به مراتب از محدوده سطح میکروونی LEDهای غیر ارگانیک سنتی فراتر می رود.این فناوری بر تجهیزات لیتوگرافی فوق دقیق و سپرده گذاری لایه اتمی (ALD) متکی است که می تواند کارایی نور بالایی را در مقیاس 180 نانومتر حفظ کند.فراهم کردن امکانات جدید برای میدان نمایش AR / VR.

2. سيستم کنترل توليد هوشمند
کد QR ردیابی داده ها: AMS Osram کد های QR Data Matrix را بر روی سطح LED های خودرو یکپارچه می کند.داده های آزمایش هر تراشه (مانند شدت نور و مختصات رنگ) به یک کد شناسایی منحصر به فرد متصل می شود، ساده سازی فرآیند کالیبراسیون نوری در خط تولید و کاهش زمان بازرسی 30٪

تکنولوژی دوقلو دیجیتال: Voury Zhuohua با سیستم MES کارخانه از طریق صفحه نمایش LED برای نقشه برداری وضعیت تولید در زمان واقعی، پشتیبانی از برنامه ریزی پویا و هشدار زودهنگام خطا،و بهبود بهره وری کلی تجهیزات (OEE) بیش از 15٪.

3تکنولوژی تولید سبز
تجهیزات سینتر کردن صرفه جویی در انرژی: با اتخاذ کنترل دمای منطقه ای و فناوری بازیابی گرما ضایعات، مصرف انرژی سینتر کردن چسب نقره 20٪ کاهش می یابد.

فرآیند بسته بندی بدون سرب: ترویج فناوری های SMD و COB، کاهش استفاده از فلزات سنگین و در عین حال بهبود عملکرد تبعید گرما.

روند و چالش های آینده
دقت بالا و انعطاف پذیری سازگار هستند
افزایش Micro / Mini LED ها نیاز به دستگاه هایی دارد که قابلیت های موقعیت دهی زیر میکروونی داشته باشند و از تولید مخلوط تراشه های چند اندازه پشتیبانی کنند. به عنوان مثال،سیستم سوئیچ نوزل سازگاری و فناوری اصلاح انحراف بصری هوش مصنوعی به تجهیزات استاندارد برای نسل بعدی ماشین های چیدمان تبدیل می شود 39.

2ادغام کامل اتوماسیون زنجیره صنعتی
یک خط تولید کاملاً بدون سرنشین از رشد اپیتاکسیال تا آزمایش پایانی هدف صنعت است.مشکل در توسعه رابط های استاندارد بین MOCVD و تجهیزات بسته بندی است، و همچنین ارتباطات بین سیستم عامل داده (مانند پروتکل های SECS / GEM) 610.

3نوآوری همکاری مواد و تجهیزات
مواد جدید مانند پرووسکیت و نقاط کوانتومی الزامات بیشتری را برای مقاومت در برابر دمای بالا و عملکرد ضد آلودگی تجهیزات مطرح می کنند.معرفی زیربناهای سرامیکی نیترید آلومینیوم نیاز به بهبود مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات جوش 34.

IV. انتخاب و پیشنهادات کاربرد
هنگامی که شرکت ها تجهیزات تولید LED را انتخاب می کنند، باید به طور جامع در نظر بگیرند:

الزامات دقت: درجه مصرف کننده (± 50μm) در مقابل درجه نیمه هادی (± 5μm)

تطبیق ظرفیت: خط سرعت بالا (>30,000 CPH) در مقابل خط دسته کوچک چندگانه

درجه هوش: اینکه آیا از دسترسی به اینترنت اشیا و نگهداری پیش بینی پشتیبانی می کند؛

انطباق با محیط زیست: مطابق با استانداردهای RoHS و REACH، کاهش انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) تا 6810.

نتیجه گیری
تکامل تکنولوژیکی تجهیزات تولید LED نه تنها یک تجلی میکروسکوپی از فرآیندهای نیمه هادی بلکه یک عمل میکروسکوپی از تولید هوشمند است.از پردازش تراشه در مقیاس نانو تا توانمندسازی داده های زنجیره ای کاملبا افزایش تجهیزات داخلی و تعمیق همکاری بین المللی، تولیدات LED در سراسر جهان در حال افزایش است.انتظار می رود که چین در زمینه تجهیزات LED پیشرفته در سطح جهانی نقش بیشتری داشته باشد.