De soorten en variëteiten van LEDs groeien elke dag lijkt het, maar vandaag nemen we het terug naar de basis. Wij zijn hier vandaag om de altijd aanwezige vraag te beantwoorden: “Hoe worden LED’s gemaakt?” Wij nemen u mee door een korte achtergrond over de belangrijkste verschillen tussen LED-lampen en traditionele lampen, welke materialen gaan in het creëren van de licht emitterende diode, hoe die materialen worden ontworpen en, ten slotte, hoe ze samen worden aangesloten om de meest energie-efficiënte licht op de markt te creëren!
Achtergrond: LED’s vs. traditionele verlichting
LED-verlichting en gloei- en fluorescentielampen zijn niet alleen anders ontworpen, ze creëren ook anders licht. Traditionele verlichting creëert licht door draden aan een energiebron te bevestigen. Wanneer de draden warm worden, zenden ze licht uit. LED’s creëren licht door elektronische prikkeling in plaats van door warmte. Daarom gebruiken LED’s minder energie en geven ze minder warmte af, aangezien warmte geen hoofdbestanddeel is bij het creëren van licht.
LED Materialen
LED staat voor light emitting diode. Daarom zijn LED-lampen opgebouwd uit kleine diodes. Elke diode is gemaakt van halfgeleidermateriaal. Eén van de lagen halfgeleidermateriaal zal een overmaat aan elektronen hebben, één laag zal een tekort aan elektronen hebben. Door dit verschil in elektronenniveaus kunnen elektronen van de ene laag naar de volgende bewegen, waardoor licht ontstaat door de hierboven genoemde elektronische excitatie.
Om het iets verder uit te splitsen: het halfgeleidermateriaal zelf is gemaakt van kristallijn materiaal en heeft onzuiverheden nodig om elektriciteit te geleiden. Deze onzuiverheden worden echter later in het fabricageproces aan het halfgeleidermateriaal toegevoegd.
Vergis u echter niet dat deze onzuiverheden onvolkomenheden in het halfgeleidermateriaal zijn. Ze verminderen de waarde van de diode niet, ze verhogen hem! Het toevoegen van deze onzuiverheden aan de halfgeleider wordt doping genoemd en het is een essentieel materiaal dat bij de vervaardiging van LED’s wordt gebruikt. De meest voorkomende onzuiverheden die worden toegevoegd zijn zink en stikstof.
Finitief, om de diodes van stroom te voorzien, moeten elektrische draden worden toegevoegd. Goud- en zilververbindingen worden vaak gebruikt in LED-draden, omdat ze goed tegen solderen en hitte kunnen. Tenslotte worden de diodes omhuld door een transparante kunststof, niet door glas zoals traditionele gloeilampen, waardoor ze duurzaam zijn en lang meegaan.
LED Design
Bij het ontwerpen van LED-lampen is er wat meer creativiteit toegestaan. Afhankelijk van de toepassing van het licht, de kleurtemperatuur, helderheid en efficiëntie worden besloten voordat enige productie plaatsvindt. Deze eigenschappen worden bepaald op basis van de grootte van de diode, het gebruikte halfgeleidermateriaal, de soorten toegevoegde onzuiverheden en de dikte van de diodelagen.
Fabricage: Hoe LED’s worden gemaakt
De fabricage van LED’s is een delicate en complexe aangelegenheid, maar we zullen ons best doen om het samen te vatten. Eerst en vooral moet het halfgeleidermateriaal worden gemaakt. Dit wordt de halfgeleiderwafel genoemd. Het halfgeleidermateriaal wordt “gegroeid” in een kamer met hoge temperatuur en hoge druk. Elementen zoals gallium, arseen en/of fosfor worden gezuiverd en samen gemengd in de kamer, die vervolgens vloeibaar wordt tot een geconcentreerde oplossing. Zodra de elementen zijn gemengd, wordt een staaf in de oplossing geplaatst en er langzaam uitgetrokken. De oplossing kristalliseert aan het uiteinde van de staaf terwijl deze wordt uitgetrokken, waardoor een lange, cilindrische kristalstaaf ontstaat.
Dit materiaal wordt dan in halfgeleiderwafjes gesneden en in wezen geschuurd, zoals je een tafel zou schuren, totdat het oppervlak glad is. Dan, wordt het ondergedompeld in een oplossing van diverse oplosmiddelen voor een strenge reiniging om het van om het even welk vuil, stof of organisch materiaal te bevrijden.
In de volgende stap van het proces, worden de extra lagen van halfgeleidermateriaal toegevoegd aan de wafeltje. Dit is een manier om onzuiverheden, of dopentoe te voegen.
Volgende, metaalcontacten worden gedefinieerd op de halfgeleider. Dit wordt bepaald in de ontwerpfase en houdt rekening met het feit of de diode afzonderlijk of samen met anderen zal worden gebruikt.
Ten slotte worden de diodes in de daarvoor bestemde verpakking gemonteerd, de draden worden bevestigd en vervolgens wordt alles in plastic gehuld. Dat is hoe LED’s worden gemaakt!
Lees meer over LED’s met Sitler’s!
Als u meer vragen heeft over LED’s, bezoek of FAQ pagina of onze blog over wat precies een LED is! Geef ons een telefoontje vandaag op (319)-519-0039 om uw LED reis te beginnen!
Posted in LED-verlichting Basics