Hogyan készülnek a LED-ek?

A LED-ek típusai és fajtái úgy tűnik, napról napra nőnek, de ma visszatérünk az alapokhoz. Azért vagyunk ma itt, hogy megválaszoljuk a mindig aktuális kérdést: “Hogyan készülnek a LED-ek?”. Röviden bemutatjuk a LED-lámpák és a hagyományos lámpák közötti legfontosabb különbségeket, hogy milyen anyagokból készül a fénykibocsátó dióda, hogyan tervezik ezeket az anyagokat, és végül, hogyan kapcsolják össze őket, hogy a piacon kapható leg energiatakarékosabb fényt hozzák létre!

Háttér: A LED-es világítás és az izzólámpák és a fénycsövek nem csak másképp vannak megtervezve, de a fényt is másképp hozzák létre. A hagyományos világítás úgy hoz létre fényt, hogy vezetékeket kötnek egy energiaforráshoz. Amikor a vezetékek felmelegednek, fényt bocsátanak ki. A LED-ek nem hővel, hanem elektronikus gerjesztéssel hozzák létre a fényt. Ezért a LED-ek kevesebb energiát használnak és kevesebb hőt bocsátanak ki, mivel a hő nem fő összetevője a fény létrehozásának.

LED anyagok

A LED a fénykibocsátó dióda rövidítése. Ezért a LED-lámpák kis diódákból állnak. Minden egyes dióda félvezető anyagból jön létre. A félvezető anyag egyik rétegében többlet elektronok vannak, az egyik rétegben elektronok fogynak. Ez az elektronszintkülönbség teszi lehetővé, hogy az elektronok az egyik rétegből a másikba vándoroljanak, és a fent említett elektronikus gerjesztés révén fényt hozzanak létre.

A félvezető anyag maga kristályos anyagból készül, és szennyeződésekre van szüksége ahhoz, hogy vezetni tudja az elektromosságot. Ezeket a szennyeződéseket azonban a gyártási folyamat során később adják hozzá a félvezető anyaghoz.

Ne tévesszük azonban össze ezeket a szennyeződéseket a félvezető anyag tökéletlenségeivel. Ezek nem csökkentik a dióda értékét, hanem növelik azt! Ezeknek a szennyeződéseknek a félvezetőhöz való hozzáadását doppingolásnak nevezik, és ez egy alapvető anyag, amelyet a LED-ek gyártása során használnak. A leggyakoribb hozzáadott szennyeződések a cink és a nitrogén.

Végül a diódák táplálásához elektromos vezetékeket kell hozzáadni. A LED-vezetékekben gyakran használnak arany- és ezüstvegyületeket, mivel ezek jól bírják a forrasztást és a hőt. Végül, hogy befejezzük, a diódákat átlátszó műanyagba burkolják, nem pedig üvegbe, mint a hagyományos izzókat, így azok tartósak és hosszú élettartamúak.

LED tervezés

A LED-lámpák tervezésekor egy kicsit több kreativitás megengedett. A fény felhasználási területétől függően a színhőmérsékletet, a fényerőt és a hatékonyságot még a gyártás előtt eldöntik. Ezeket a tulajdonságokat a dióda mérete, a felhasznált félvezető anyag, a hozzáadott szennyeződések típusa és a diódarétegek vastagsága alapján határozzák meg.

Gyártás: Hogyan készülnek a LED-ek

A LED-ek gyártása kényes és összetett dolog, de igyekszünk összefoglalni. Mindenekelőtt a félvezető anyagot kell előállítani. Ezt nevezzük félvezető ostyának. A félvezető anyagot egy magas hőmérsékletű, nagy nyomású kamrában “növesztik”. Az olyan elemeket, mint a gallium, az arzén és/vagy a foszfor, megtisztítják és összekeverik a kamrában, amely ezután koncentrált oldattá cseppfolyósodik. Miután az elemek összekeveredtek, egy rudat helyeznek az oldatba, majd lassan kihúzzák. Az oldat a rúd végén kristályosodik, miközben kihúzzák, így egy hosszú, henger alakú kristályrög keletkezik.

Ezt az anyagot ezután félvezető ostyákra szeletelik, és lényegében lecsiszolják, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy asztalt csiszolnának, amíg a felület sima nem lesz. Ezután különböző oldószerekből álló oldatba mártják, hogy alaposan megtisztítsák, és megszabadítsák a szennyeződésektől, portól és szerves anyagoktól.

A folyamat következő lépésében további félvezetőanyag-rétegeket helyeznek az ostyára. Ez az egyik módja a szennyeződések vagy adalékanyagok hozzáadásának.

A következő lépésben fémkontaktusokat határoznak meg a félvezetőn. Ezt a tervezési szakaszban határozzák meg, és figyelembe veszik, hogy a diódát önállóan vagy másokkal együtt fogják-e használni.

Végül a diódákat a megfelelő csomagra szerelik, a vezetékeket rögzítik, majd mindent műanyagba burkolnak. Így készülnek a LED-ek!

Tudjon meg többet a LED-ekről a Sitler’s segítségével!

Ha további kérdései vannak a LED-ekkel kapcsolatban, látogasson el a GYIK oldalunkra vagy a Mi is pontosan az a LED? blogunkra! Hívjon minket még ma a (319)-519-0039-es telefonszámon, hogy megkezdhesse LED-es utazását!

Közzétéve: LED-es világítás alapjai