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LED分選的發展趨勢以及兩種分選方法
發布時間:2017-08-09

隨著LED技術的發展,LED顯示屏和LED照明燈具在逐漸取代傳統廣告牌和燈具的同時,人們對它們的質量以及壽命都有所提高。例如像提高LED顯示屏畫面的色彩均勻,以及使用壽命就要選擇高端的LED,那么對于LED的分選,又是一個重要的一步。

在早期,由于 LED主要被用作指示或顯示燈用,而且一般以單顆器件出現,所以對于其波長的分選和亮度的控制要求并不高。但隨著LED的效率和亮度的不斷提高,其應用范 圍越來越廣。當LED作為陣列顯示和顯示屏器件時,由于人眼對于顏色波長和亮度的敏感性,用沒有分選過的LED變就會產生不均勻的現象,進而影響人們的視 覺效果。波長和光亮度的不均勻都會給人產生不舒服的感覺。這是各LED顯示器制造廠家都不愿意看到的,也是人們無法接受的。LED通常按照主波長、發光強 度、光通亮、色溫、工作電壓、反向擊穿電壓等幾個關鍵參數進行測試與分選。LED的測試與分選是LED生產過程中的一項必要工序。目前,它是許多LED芯 片和封裝廠商的產能瓶頸,也是LED芯片生產和封裝成本的重要組成部分。

LED分選取技 術發展趨勢,在外延片的均勻度得到控制以前,研發快速低成本芯片分選工藝和設備。隨著W級功率LED技術的發展,傳統LED產品參數檢測標準及測試方法已 不能滿足照明應用的需要,須開發全新的測試標準和方法,包含更多的與照明相關的光學內容。在LED系統壽命測試中,研發LED系統的長期性能和壽命快速測 定評價技術。照明用LED是處于大電流驅動下工作,這就對其提出更高的可靠性要求。傳統LED的篩選方式不合適照明用大功率LED,必須開發新的篩選試驗 辦法,剔除早期失效品,保證產品的可靠性。

LED的分選有兩種方法:一是以芯片為基礎的測試分選,二是對封裝好的LED進行測試分選。

LED芯片分選 難度很大,主要原因是LED芯片尺寸一般都很小,從9mil到14mil(0.22-0.35nm)。這樣小的芯片需要微探針才能夠完成測試,分選過程需 要******的機械和圖像識別系統,這使得設備的造價變得很高,而且測試速度受到限制?,F在的LED芯片測試分選機價格約在100萬元人民幣\臺,其測試速度在 每小時10000只左右。如果按照每月25天計算,每一臺分選機的產能為每月5KK。

目前,芯片的測 試分選有兩種方法:一種方法是測試分選由同一臺機器完成,它的優點是可靠,但速度很慢,產能低;另一種方法是測試和分選由兩臺機器完成,測試設備記錄下每 個芯片的位置和參數,然后把這些數據傳遞到分選設備上,進行快速分選、這樣做的優點是快速,但缺點是可靠性比較低,容易出錯,因為在測試與分選兩個步驟之 間通常還有襯底減薄和芯片分離的工藝過程,而在這個過程中,外延片有可能碎裂、局部殘缺碎裂或局部殘缺,使得實際的芯片分布與儲存在分選機里的數據不符, 造成分選困難。

從根本上解決芯 片測試分選瓶頸問題的關鍵是改善外延片均勻性。如果一片外延片波長分布在2nm之內,亮度的變化在+15%之內,則可以將這個片子上的所有芯片歸為一檔 (Bin),只要通過測試把不合格的芯片去除即可,將大大增加芯片的產能和降低芯片的成本。在均勻性不是很好的情況下,也可以用測試并把“不合格產品較 多”的芯片區域用噴墨涂抹的方式處理掉,從而快速地得到想要的“合格”芯片,但這樣做的成本太高,會把很多符合其他客房要求的芯片都做為不合格證的廢品處 理,***后核算出的芯片成本可能是市場無法接受的水平。

封裝后的LED 可以按照波長、發光強度、發光角度以及工作電壓等進行測試分選。其結果是把LED分成很多檔(Bin)和類別,然后測試分選機會自動地根據設定的測試標準 把LED分裝在不同的Bin盒內。由于人們對于LED的要求越來越高,早期的分選機是32Bin,后來增加到64Bin,現在已有72Bin的商用分選 機。即使這樣,分Bin的LED技術指標仍然無法滿足生產和市場的需求。LED測試分選機是在一個特定的工作臺電流下(如20mA),對LED進行測試, 一般還會做一個反向電壓值的測試?,F在的LED測試分選機價格約在40~50萬人民幣/臺,其測試速度在每小時18000只左右。如果按照每月25天,每 天20小時的工作時間計算,每一臺分選機的產能為每月9KK。

面積較大LED 顯示屏或其他******應用客戶,對LED的質量要求較高。特別是在波長與亮度一致性的要求上很嚴格。假如LED封裝廠在芯片采購時沒有提出嚴格的要求,則這些 封裝廠在大量的封裝后會發現,封裝好的LED中只有很少數量的產品能滿足某一客戶的要求,其余大部分將變成倉庫里的存貨。這種情形迫使LED封裝廠在采購 LED芯片時提出嚴格的要求,特別是波長、亮度和工作臺電壓的指標;比如, 過去對波長要求是+2nm,而現在則要求為+1 nm,甚至在某些應用上,已提出+0.5 nm的要求。這樣對于芯片廠就產生了巨大的壓力,在芯片銷售前必須進行嚴格的分選。

從以上關于 LED與LED芯片分選取的分析中可以看出,比較經濟的做法是對LED進行測試分選。但是由于LED的種類繁多,有不同的形式,不現的形狀,不同的尺寸, 不同的發光角度,不同的客戶要求,不同的應用要求,這使用權得完全通過LED測試分選取進行產品的分選變得很難操作。而且目前LED的應用主要分布在幾個 波長段和亮度段的范圍,一個封裝廠很難準備全部客戶需要的各種形式和種類的LED。所以問題的關鍵又回到MOCVD的外延工藝過程,如何生長出所需波長及 亮度的LED外延片是降低成本的關鍵點,這個問題不解決,LED的產能及成本仍將得不到完全解決。所以LED的分選尤其是芯片的分選技術的提高,是降低 LED產品成本的關鍵。

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