Thiết bị sản xuất đèn LED: Đổi mới công nghệ và nâng cấp chuỗi công nghiệp

Thiết bị sản xuất đèn LED: Đổi mới công nghệ và nâng cấp chuỗi công nghiệp

Động cơ chính
Là một nguồn ánh sáng bán dẫn thế hệ thứ ba, quy trình sản xuất LED (Light Emitting Diode) liên quan đến một chuỗi công nghệ phức tạp, bao gồm nhiều liên kết như chuẩn bị chất nền,Trong những năm gần đây, với sự gia tăng của các ứng dụng cao cấp như MicroLED và ô tô LED,Thiết bị sản xuất LED đã chứng kiến những bước đột phá cách mạng về độ chính xác, hiệu quả và mức độ tự động hóa. Bài viết này sẽ phân tích từ ba chiều: thiết bị quy trình cốt lõi, thách thức kỹ thuật và xu hướng trong tương lai.

I. Sự phát triển công nghệ của thiết bị cốt lõi trong sản xuất LED
Thiết bị phát triển nền và epitaxial
Việc chuẩn bị các vật liệu nền (như sapphire, silicon carbide và silicon) là nền tảng của chuỗi công nghiệp LED.Công nghệ nền silicon đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu và phát triển trong những năm gần đây do chi phí thấp và tương thích mạnhVí dụ, nhóm nghiên cứu của Jiang Fengyi từ Đại học Nanchang đã vượt qua thách thức trồng gallium nitride trên chất nền silicon thông qua hơn 4.000 thí nghiệm.thúc đẩy sản xuất hàng loạt các chip LED dựa trên silicon. 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 rateNghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc chỉ ra rằng tối ưu hóa quy trình építaks có thể làm giảm khiếm khuyết wafer và cải thiện năng suất của chip MicroLED.

Thiết bị cắt chip và chuyển khối lượng
Việc cắt chip đòi hỏi phải hình thành các mảng LED kích thước micron thông qua các quy trình khắc, và công nghệ truyền khối lượng là nút chai chính cho sản xuất hàng loạt Microleds.Chuyển chuyển cơ học truyền thống khó có thể đáp ứng ± 1Yêu cầu lỗi 0,5μm. 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 positioningMáy lắp ráp chính xác mô-đun quang điện tử EP-310 do Yuanlisheng tung ra tích hợp các mô-đun nhận dạng hình ảnh và ấn nóng.và phù hợp với các kịch bản yêu cầu chính xác cao như lăng kính LED.

Thiết bị đóng gói và kiểm tra
Các quy trình như lớp phủ phốt pho và dán dán trong giai đoạn đóng gói ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả ánh sáng và tuổi thọ của đèn LED.Máy phân phối hoàn toàn tự động Yuanlisheng OED-350 áp dụng hệ thống đo chiều cao bằng laser và hệ thống làm sạch kim tự động để đảm bảo lớp phủ đồng đềuThiết bị phát hiện đang phát triển về trí thông minh. Ví dụ, AMS Osram đã giới thiệu công nghệ mã QR Data Matrix,mã hóa dữ liệu thử nghiệm của mỗi đèn LED (chẳng hạn như cường độ ánh sáng và tọa độ màu sắc) trên bề mặt bao bì, đơn giản hóa quy trình phát hiện quang học và giảm chi phí hiệu chuẩn 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.

II. Thách thức kỹ thuật và hướng đổi mới
Nỗ lực sản xuất của MicroLED
MicroLED, do kích thước chip cực kỳ nhỏ (<50μm), phải đối mặt với những thách thức như đạt được năng suất truyền lớn (yêu cầu 99,9999%) và kiểm soát các khiếm khuyết bên tường.Nghiên cứu cho thấy công nghệ khắc nano và tự lắp ráp có thể làm giảm tổn thương tường bên, trong khi chất nền QMAT và công nghệ tẩy da bằng laser (LLO) có thể tối ưu hóa quá trình chuyển đổi 1.

Tăng cường tự động hóa và thông tin tình báo
Các dây chuyền sản xuất LED truyền thống dựa vào hoạt động bằng tay, dẫn đến biến động lớn trong năng suất.Một nghiên cứu được thực hiện bởi Đại học Khoa học và Công nghệ Nan-Tai ở Đài Loan đã làm giảm tỷ lệ khiếm khuyết của quy trình sản xuất ngũ cốc đầu tiên bằng cách sử dụng quy trình DMAIC Six Sigma (Định nghĩa, Đo, Phân tích, Cải thiện, Kiểm soát) kết hợp với các công cụ thống kê.hỗ trợ đặt các thành phần tốc độ cao từ 0.6mm × 0.3mm đến 8mm × 8mm, thúc đẩy tự động hóa toàn bộ quy trình.

Sản xuất xanh và tối ưu hóa chi phí
Công nghiệp hóa công nghệ nền silicon (như mô hình IDM của Jingneng Optoelectronics) làm giảm chi phí chip thông qua tích hợp dọc,trong khi cụm công nghiệp LED ở Nanchang đã hình thành một bố cục sinh thái đầy đủ từ chất nền đến bao bì bằng cách bổ sung và mở rộng chuỗi công nghiệpNgoài ra, thiết kế tiết kiệm năng lượng của thiết bị (như hộp khuyết khí và hệ thống kiểm soát nhiệt độ thông minh) đã trở thành một xu hướng bảo vệ môi trường.

Xu hướng trong tương lai và triển vọng của ngành công nghiệp
Việc phổ biến các thiết bị chuyển khối lượng chính xác cao
Công nghệ chuyển laser và chuyển cuộn sẽ tiếp tục tăng cường năng lực sản xuất hàng loạt của Microleds.dự kiến sẽ vượt qua hiệu suất chuyển giao cấp công nghiệp (> 50M/h).

Khám phá và tích hợp dữ liệu thông minh
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.

Phát triển thiết bị tổng hợp
Các thiết bị trong tương lai cần phải tính đến tích hợp đa chức năng, chẳng hạn như các máy tích hợp kết hợp khắc và đóng gói,hoặc các thiết bị in chuyển đổi tương thích với nền mềm, để đáp ứng nhu cầu mới nổi như ánh sáng ô tô và màn hình đeo.

Kết luận
Đổi mới công nghệ trong thiết bị sản xuất LED là động lực cốt lõi cho việc nâng cấp chuỗi công nghiệp.từ đóng gói tự động đến phát hiện thông minh, độ chính xác và trí thông minh của thiết bị đang định hình lại cảnh quan công nghiệp. Với những bước đột phá của Trung Quốc trong LED dựa trên silicon và những thành tựu của AMS Osram trong kiểm tra dựa trên dữ liệu,sản xuất LED toàn cầu đang tăng tốc sự tiến hóa của nó hướng tới hiệu quả caoTrong tương lai, các nhà sản xuất thiết bị cần liên tục vượt qua các giới hạn quy trình,và hợp tác với khoa học vật liệu và công nghệ AI để giải quyết những thách thức của các kịch bản ứng dụng phức tạp hơn