معدات تصنيع LED: المحرك الأساسي لصناعة الدقة والإنتاج الذكي
مقدمة
مع التطبيق الواسع لـ LED في مجالات مثل الإضاءة والعرض وإلكترونيات السيارات ، تتطور تقنية التصنيع بسرعة نحو دقة عالية وكفاءة عالية ،والذكاءكدعم أساسي لسلسلة صناعة LED ، معدات تصنيع LED لا تحدد فقط أداء المنتج والإنتاج ،ولكن أيضاً تعزز الابتكار في تكنولوجيا أشباه الموصلاتهذه المقالة سوف تتعمق في المعدات الرئيسية والتحديات التقنية والاتجاهات المستقبلية في تصنيع LED ،وتحليلها مع أحدث الاختراقات في الصناعة 3610.
I. المعدات الأساسية وتدفق العمليات في تصنيع LED
تصنيع LED يشمل ثلاثة روابط رئيسية: إعداد الشريحة، والتعبئة والتجارب. يعتمد كل رابط على أنظمة معدات متخصصة للغاية:
1معدات النمو القصبي: مفاعل MOCVD
ترسب البخار الكيميائي العضوي المعدني (MOCVD) هو معدات أساسية في تصنيع رقائق LED ، تستخدم لزراعة طبقات مواد أشباه الموصلات مثل نتريد الغاليوم (GaN) على الركائز.ارتفاع معدات MOCVD المحلية (مثل النماذج التي طورها معهد أشباه الموصلات في الأكاديمية الصينية للعلوم) خفضت تكاليف التصنيع بشكل كبيروتشمل التكنولوجيات الرئيسية التحكم في توحيد درجة الحرارة،تنظيم دقيق لمعدل تدفق الغاز وتحسين استقرار الهيكل البيتاكسي متعدد الطبقات.
2معدات معالجة الرقائق
توسيع الشريحة: يمتد مسافة رقائق LED مرتبة بشكل وثيق من 0.1mm إلى 0.6mm لمنع تصادم الشريحة في العمليات اللاحقة.
آلة التثبيت التلقائية: تستخدم فوهات امتصاص الفراغ وفوهات امتصاص الباكليت، وتحويل الشرائح بدقة إلى الدعامة من خلال نظام تحديد الموقع البصري،مع دقة ±10μmالشريحة الضوئية الزرقاء الخضراء تتطلب مادة فوهة خاصة لمنع تلف السطح 58.
آلة لحام الضغط: يتم توصيل قطب الكهرباء الشريحة إلى الدعامة من خلال لحام كرة الأسلاك الذهبية أو تقنية لحام الأسلاك الألومنيوم الضغط.يجب مراقبة شكل وقوة الشد من نقطة اللحام في الوقت الحقيقي لضمان موثوقية الموصلات الكهربائية. 58
3معدات التعبئة والتفتيش
آلة التوزيع / القمامة: تحكم بدقة كمية الغراء الفضي أو الغراء العازل (على سبيل المثال للامعة البيضاء ،من الضروري تجنب الاختلافات اللونية الناجمة عن هطول الفوسفور) 28.
آلة التعبئة والتكرير: تعتمد تقنية حقن الفراغ الهيدروليكي للقضاء على الفقاعات وتعزيز ضيق الهواء في التعبئة.
الجهاز الكهربائي الضوئي: يدمج تحليل الطيفي ووظائف اختبار المقاومة الحرارية، ويحدد المعايير مثل كثافة الضوء وطول الموجة ودرجة حرارة اللون،ويدعم معايير تصنيف مخصصة 810.
الابتكار التكنولوجي والانجازات الصناعية
اختراقات في معدات التصنيع على نطاق نانوي
تكنولوجيا تصنيع LED البيروفسكيت التي طورتها فريق من جامعة تشيجيانغ حققت اختراقًا في حجم 90 نانومترًا من البكسلتتجاوز بكثير الحد الأقصى لمستوى الميكرون للديود غير العضوية التقليديةتعتمد هذه التكنولوجيا على التصوير الحجري الدقيق للغاية ومعدات ترسب الطبقة الذرية (ALD) ، والتي يمكن أن تحافظ على كفاءة ضوئية عالية على نطاق 180 نانومتر ،توفير إمكانيات جديدة لحقل العرض AR/VR.
2نظام تحكم إنتاج ذكي
رمز QR تتبع البيانات: تقوم AMS Osram بدمج رموز Data Matrix QR على سطح LEDات السيارات.يتم ربط بيانات الاختبار لكل رقاقة (مثل كثافة الضوء وتحديد إحداثيات اللون) بشفرة هوية فريدة، تبسيط عملية المعايرة البصرية على خط الإنتاج وتقليل وقت التفتيش بنسبة 30٪.
تكنولوجيا التوأم الرقمي: تتصل فوري تشوهوا بنظام MES المصنع من خلال شاشات العرض LED لرسم خريطة حالة الإنتاج في الوقت الحقيقي، ودعم الجدول الديناميكي والتنبيه المبكر للخطأ،وتحسين الكفاءة الإجمالية للمعدات بأكثر من 15%.
3تقنية التصنيع الخضراء
معدات التخزين المتجمدة لتوفير الطاقة: من خلال اعتماد التحكم في درجة الحرارة في المناطق وتكنولوجيا استرداد حرارة النفايات ، يتم تقليل استهلاك الطاقة في التخزين المتجمد للصمغ الفضي بنسبة 20 ٪.
عملية التعبئة والتغليف الخالية من الرصاص: تعزيز تقنيات SMD و COB ، والحد من استخدام المعادن الثقيلة ، وتحسين أداء إزالة الحرارة في نفس الوقت.
التوجهات والتحديات المستقبلية
الدقة العالية والمرونة متوافقة
يتطلب صعود LEDs Micro / Mini أن تكون الأجهزة لديها قدرات تحديد المواقع تحت الميكرون وتدعم الإنتاج المختلط للشرائح متعددة الأحجام. على سبيل المثال ،سوف يصبح نظام التبديل التكيفي للمفاضلة وتكنولوجيا تصحيح الانحرافات البصرية الذكية معدات قياسية للجيل القادم من آلات التثبيت 39.
2التكامل الكامل للاتمتاع بالسلسلة الصناعية
خط إنتاج غير مأهول بالكامل من النمو البصري إلى الاختبار النهائي هو هدف الصناعة.تكمن الصعوبة في تطوير واجهات موحدة بين MOCVD ومعدات التعبئة والتغليف، وكذلك الاتصالات بين البيانات عبر المنصات (مثل بروتوكولات SECS / GEM) 610.
3الابتكار التعاوني للمواد والمعدات
المواد الجديدة مثل البيروفسكيت والنقاط الكمية تطرح متطلبات أعلى لمقاومة درجات الحرارة العالية وأداء مكافحة التلوث للمعدات.إن إدخال الركائز السيرامية من نتريد الألومنيوم يتطلب تحسين مقاومة تآكل معدات اللحام 34.
IV. اقتراحات اختيار وتطبيق
عندما تختار الشركات معدات تصنيع LED ، تحتاج إلى النظر بشكل شامل في:
متطلبات الدقة: درجة المستهلك (± 50μm) مقابل درجة أشباه الموصلات (± 5μm)
مطابقة القدرة: خط عالية السرعة (> 30,000 CPH) مقابل خط مجموعة صغيرة متعددة الأنواع.
درجة الذكاء: ما إذا كان يدعم الوصول إلى إنترنت الأشياء والصيانة التنبؤية.
الامتثال البيئي: متوافق مع معايير RoHS و REACH ، والحد من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (VOC) بحلول 6810.
الاستنتاج
التطور التكنولوجي لمعدات تصنيع LED ليس مجرد مظاهر مجهرية لعمليات أشباه الموصلات ولكن أيضًا ممارسة كبيرة للتصنيع الذكي.من معالجة الرقائق النانوية إلى تمكين البيانات بالكامل، والابتكار في المعدات يدفع صناعة LED نحو مستقبل أكثر كفاءة وخضراء وأكثر ذكاءً. مع ارتفاع المعدات المحلية وتعميق التعاون الدولي،من المتوقع أن يكون للصين رأي أكبر في مجال معدات LED عالية الجودة العالمية.
