Attrezzature per la produzione di LED: innovazione tecnologica e miglioramento della catena industriale

Attrezzature per la produzione di LED: innovazione tecnologica e miglioramento della catena industriale

Motore chiave
Come fonte luminosa semiconduttrice di terza generazione, il processo di fabbricazione dei LED (diodi emettitori di luce) comporta una catena tecnologica complessa, che comprende più collegamenti quali la preparazione del substrato,Negli ultimi anni, con l'aumento di applicazioni di fascia alta come MicroLED e LED automobilistici,Le apparecchiature di produzione di LED hanno visto rivoluzionari progressi in termini di precisioneIn questo articolo verrà condotta un'analisi in tre dimensioni: attrezzature di base di processo, sfide tecniche e tendenze future.

I. Evoluzione tecnologica delle attrezzature di base nella fabbricazione di LED
attrezzature per la crescita del substrato e dell'epitaxia
La preparazione di materiali di substrato (come zaffiro, carburo di silicio e a base di silicio) è la pietra angolare della catena industriale dei LED.La tecnologia del substrato di silicio è diventata negli ultimi anni un hotspot di ricerca e sviluppo a causa del suo basso costo e della sua forte compatibilitàPer esempio, il team di Jiang Fengyi dell'Università di Nanchang ha superato la sfida di coltivare il nitruro di gallio su substrati di silicio attraverso oltre 4.000 esperimenti.promuovendo la produzione in serie di chip LED a base di silicio. 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 rateLa ricerca della South China University of Technology indica che l'ottimizzazione del processo epitassiale può ridurre i difetti dei wafer e migliorare la resa dei chip MicroLED.

Apparecchi per il taglio di trucioli e per il trasferimento di massa
Il taglio dei chip richiede la formazione di array LED di dimensioni micron attraverso processi di incisione, e la tecnologia di trasferimento di massa è il collo di bottiglia chiave per la produzione di massa di Microled.Il trasferimento meccanico tradizionale è difficile da soddisfareRequisito di errore di 0,5 μm. 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 positioningLa macchina di assemblaggio di precisione dei moduli optoelettronici EP-310 lanciata da Yuanlisheng integra moduli di riconoscimento delle immagini e di stampa a caldo.ed è adatto a scenari di domanda ad alta precisione come l'assemblaggio di lenti a LED.

Attrezzature per l'imballaggio e l'ispezione
I processi quali il rivestimento con fosforo e il legame a stampo nella fase di imballaggio influenzano direttamente l'efficienza luminosa e la durata dei LED.La macchina di distribuzione completamente automatica Yuanlisheng OED-350 adotta un sistema di misurazione dell'altezza laser e di pulizia automatica degli aghi per garantire un rivestimento uniformePer esempio, AMS Osram ha introdotto la tecnologia di codice QR Data Matrix.codifica dei dati di prova di ciascun LED (come l'intensità luminosa e le coordinate di colore) sulla superficie del packaging, semplificando il processo di rilevamento ottico e riducendo del 26 il costo di taratura. 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.

II. Sfide tecniche e direzioni dell'innovazione
Il collo di bottiglia della produzione di MicroLED
MicroLED, a causa della sua dimensione di chip estremamente piccola (<50 μm), deve affrontare sfide come il raggiungimento di un enorme rendimento di trasferimento (che richiede il 99,9999%) e il controllo dei difetti delle pareti laterali.La ricerca dimostra che la tecnologia di incisione e autoassemblaggio assistita da nanoparticelle può ridurre i danni alle pareti laterali, mentre i substrati QMAT e la tecnologia di esfoliazione laser (LLO) possono ottimizzare il processo di trasferimento 1.

Automazione e miglioramento dell'intelligenza
Le linee di produzione tradizionali di LED si basano sul funzionamento manuale, con conseguenti grandi fluttuazioni di rendimento.Uno studio condotto dalla Nan-Tai University of Science and Technology di Taiwan ha ridotto il tasso di difetti del processo di produzione di cereali front-end utilizzando il processo Six Sigma DMAIC (Define, Misurare, Analizzare, Migliorare, Controllare) in combinazione con strumenti statistici.con una capacità di accensione superiore a 50 W.6 mm × 0,3 mm a 8 mm × 8 mm, promuovendo la piena automazione del processo.

Produzione verde e ottimizzazione dei costi
L'industrializzazione della tecnologia del substrato di silicio (come il modello IDM di Jingneng Optoelectronics) riduce i costi dei chip attraverso l'integrazione verticale,mentre il cluster industriale LED di Nanchang ha formato un layout ecologico completo dai substrati agli imballaggi completando ed estendendo la catena industrialeInoltre, la progettazione di apparecchiature a risparmio energetico (come scatole di deflettori d'aria e sistemi di controllo della temperatura intelligenti) è diventata una tendenza per la protezione dell'ambiente.

Iii. Tendenze future e prospettive del settore
La diffusione di attrezzature per il trasferimento di massa ad alta precisione
La tecnologia di trasferimento laser e di trasferimento di rulli migliorerà ulteriormente la capacità di produzione di massa dei Microled.si prevede che supererà l'efficienza di trasferimento di livello industriale (> 50M/h).

Rilevazione e integrazione di dati intelligenti
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.

Sviluppo di apparecchiature composite
I futuri dispositivi devono tenere conto dell'integrazione multifunzionale, come ad esempio le macchine integrate che combinano incisione e imballaggio,con una lunghezza massima non superiore a 50 mm,, per soddisfare le esigenze emergenti come l'illuminazione automobilistica e i display indossabili.

Conclusioni
L'innovazione tecnologica nelle attrezzature di produzione di LED è la forza trainante principale per l'aggiornamento della catena industriale.dal packaging automatizzato al rilevamento intelligente, la precisione e l'intelligenza delle attrezzature stanno ridisegnando il panorama del settore.La produzione globale di LED sta accelerando la sua evoluzione verso un'elevata efficienzaIn futuro, i costruttori di apparecchiature dovranno continuamente superare i limiti dei processi.e collaborare con la scienza dei materiali e la tecnologia dell'intelligenza artificiale per affrontare le sfide di scenari di applicazione più complessi