Introducción a los LED
1. Introducción básica a los LED
LED, abreviatura de "Light Emitting Diode", es un dispositivo semiconductor que convierte la energía eléctrica en luz. El núcleo de un LED es un chip compuesto por semiconductores de tipo p-y n-. Se forma una unión p-n entre los dos. Cuando los portadores minoritarios inyectados se recombinan con los portadores mayoritarios, el exceso de energía se libera en forma de luz, convirtiendo así la energía eléctrica en luz. Los chips hechos de diferentes materiales pueden emitir luz en varios colores, como rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta, de ahí el nombre "diodo emisor de luz-.
En comparación con la iluminación tradicional, los LED ofrecen importantes ahorros de energía y actualmente son la tecnología de iluminación más avanzada del mundo. Se consideran uno de los mayores inventos de la humanidad desde la invención de la bombilla incandescente por parte de Edison.
Otra ventaja clave de los LED es su respeto al medio ambiente. Como dispositivos emisores de luz-de estado sólido-, los LED no contienen mercurio y, por lo tanto, su rotura durante la producción y el uso no provocará contaminación ambiental por metales tóxicos.
2. Aplicaciones y clasificaciones de LED
En medio de la crisis energética mundial, los semiconductoresiluminación LED, caracterizada por su diseño miniaturizado, respetuoso con el medio ambiente, colorido, seguro, duradero-y de larga duración-, ha sido reconocida mundialmente como la tercera revolución de la iluminación en la historia de la humanidad. Con los avances en la tecnología LED, sus aplicaciones se expanden y extienden continuamente, con aplicaciones en retroiluminación de LCD, iluminación general, pantallas de señales, semáforos e iluminación automotriz.
3. Embalajes LED y clasificaciones de productos
El embalaje LED se refiere al proceso de encapsular elchip LEDy bracket con materiales como resina epoxi o silicona. Específicamente, implica organizar, asegurar y conectar el chip LED y otros componentes en un soporte o sustrato, extender los terminales de cableado y luego encapsularlos y asegurarlos con un dieléctrico plástico-transmisor de luz para formar una estructura tridimensional. Esto proporciona protección para el chip y disipación de calor.
En la actualidad, los tipos de dispositivos LED son principalmente-de inserción directa (lámpara) y de montaje superficial (SMD). Entre ellos, los productos SMD tienen muchas características únicas y excelentes en comparación con los productos de lámparas, como alta densidad de ensamblaje, pequeño tamaño de producto electrónico, peso ligero, ahorro de materiales, energía, equipo, mano de obra, tiempo, etc. Específicamente, son:
(1) baja tasa de defectos en las uniones de soldadura, buenas características de alta-frecuencia y reducción de interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia;
(2) alta confiabilidad y fuerte resistencia a las vibraciones;
(3) fácil de automatizar, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos entre un 30% y un 50%;
(4) El volumen y el peso de los componentes SMD son solo aproximadamente 1/10 de los componentes enchufables tradicionales. Generalmente, después de adoptar SMT, el volumen de productos electrónicos se reduce entre un 40% y un 60% y el peso se reduce entre un 60% y un 80%.
En la actualidad, los LED SMD se utilizan principalmente en retroiluminación, iluminación y otros campos. Según el tipo de embalaje, los productos LED SMD incluyen categorías de chip, superior, lateral y de alta-potencia. Los productos superiores, laterales y de alta-potencia presentan principalmente luz blanca y alto brillo, y se utilizan principalmente en retroiluminación (por ejemplo, teléfonos móviles y computadoras) e iluminación (por ejemplo, iluminación interior y exterior). Por lo tanto, los empaques SMD-de alta gama generalmente incluyen productos superiores, laterales y de alta-potencia, específicamente productos de luz blanca y alto brillo. El mercado interno-de dispositivos pasantes está esencialmente saturado y las ganancias disminuyen anualmente. La competencia en dispositivos SMD de gama baja-es cada vez más feroz, mientras que la capacidad de producción para dispositivos SMD de gama media- a alta-se está liberando gradualmente, lo que genera importantes fluctuaciones de precios.
4. Clasificación de LED por color y aplicación
Los LED pertenecen a la categoría de dispositivos optoelectrónicos semiconductores y se clasifican por color en LED monocromáticos, LED{0}}a todo color y LED blancos. Los LED blancos se utilizan principalmente en retroiluminación e iluminación y tienen una amplia gama de aplicaciones. Las áreas de clasificación y aplicación de los LED de varios colores son las siguientes:
Con la creciente eficiencia luminosa de los LED de luz blanca, la iluminación semiconductora se ha utilizado ampliamente en teléfonos móviles, retroiluminación, iluminación especial y otros campos, y ahora se está expandiendo a la iluminación general. Según el "Plan de desarrollo de iluminación de semiconductores de EE. UU. (OIDA 2002.11)" (Fuente: "Anuario de desarrollo de la industria de iluminación de semiconductores de China (2008-2009)"), se espera que la eficiencia luminosa de los LED de iluminación alcance 150 lm/w para 2012 y 200 lm/w para 2020, penetrando todos los campos de iluminación. Actualmente, la eficiencia luminosa de los LED de luz blanca es de aproximadamente 120 lm/w. La mejora continua de la eficiencia luminosa de los LED de luz blanca se ha convertido en un factor clave para promover el avance de la tecnología LED de luz blanca. Hasta la fecha, no se ha encontrado ningún producto que sea más adecuado para la iluminación de semiconductores que los LED de luz blanca.
5. Descripción general del desarrollo de aplicaciones LED
Ya en 1907, los humanos descubrieron el fenómeno de los materiales semiconductores que emitían luz cuando estaban energizados. Sin embargo, no fue hasta la década de 1960 que los LED rojos, fabricados a partir del material semiconductor compuesto GaAsP, estuvieron disponibles comercialmente. Debido a su bajísimo rendimiento luminoso y su elevado coste, hasta entonces se utilizaban sólo como indicadores de señal en diversos dispositivos electrónicos caros.
Desde la década de 1990, con la mejora gradual de la eficiencia e intensidad luminosa de los LED y la expansión de la cobertura del color de la luz en todo el espectro visible, el ahorro de energía-y los beneficios prácticos deluz LEDLas fuentes se han vuelto cada vez más prominentes, ampliando significativamente sus áreas de aplicación. Actualmente, los LED se utilizan ampliamente en retroiluminación LCD, pantallas grandes para exteriores, fuentes de luz de comunicación óptica, semáforos, iluminación de escenarios, iluminación de paisajes y luces traseras de automóviles, y están ingresando gradualmente a aplicaciones de iluminación tradicionales como alumbrado público, iluminación interior y faros de automóviles.
6. Desarrollo de la industria mundial de envases LED
El desarrollo de la industria mundial de envases LED ha sido paralelo al avance de las tecnologías de la cadena industrial LED, lo que demuestra una clara tendencia de transferencia industrial. Las cinco empresas LED más grandes del mundo: Nichia y Toyoda Gosei de Japón, CREE y Lumileds de Estados Unidos y Osram de Alemania, representan el nivel más alto de tecnología LED y lideran el desarrollo de la industria LED.
En la década de 1950, se inventó en Gran Bretaña el primer LED (diodo emisor de luz) moderno. En 1962, General Electric de Estados Unidos fue pionera en el desarrollo del primer diodo emisor de luz visible-práctico. En la década de 1970 surgieron los LED amarillos y verdes. Con la llegada de nuevos materiales y mejoras en la eficiencia luminosa, la potencia y el flujo luminoso de las fuentes de luz LED individuales también aumentaron rápidamente. En las décadas siguientes, los LED se desarrollaron rápidamente, adhiriéndose a la Ley de Moore, y su brillo se duplicaba cada 18 meses. En la década de 1990, el desarrollo de LED azules por parte de Nichia Corporation de Japón condujo al desarrollo exitoso de LED blancos, expandiendo significativamente la aplicación de LED desde la simple señalización hasta la iluminación.
Con el avance continuo de la tecnología, los LED están superando problemas como la degradación de la luz, la disipación de calor y la eficiencia luminosa, y están siendo reconocidos como una nueva fuente de luz que ahorra energía-y es respetuosa con el medio ambiente, con beneficios económicos y sociales superiores y una amplia perspectiva de aplicación. Los gobiernos de todo el mundo están prestando cada vez más atención a esta cuestión. Para conservar energía y promover la protección del medio ambiente, muchos países están actualmente acelerando la legislación, lanzando los correspondientes programas de investigación y aplicación, o estableciendo cronogramas claros para fomentar el uso de fuentes de luz que ahorran energía-. En julio de 2001, el Departamento de Energía de EE. UU. lanzó la Iniciativa de Iluminación de Próxima-Generación (NGLI), también conocida como "Iniciativa de Iluminación de Próxima Generación". La Iniciativa de Iluminación del Siglo XXI de Japón es un programa nacional iniciado y organizado por el Centro de Investigación y Desarrollo de Metales de Japón y el Centro de Nuevas Energías y Tecnología Industrial.
Organización de Desarrollo (NEDO). En julio de 2000, la Unión Europea implementó el proyecto Rainbow (Bringing Color to LED) y estableció la Dirección Ejecutiva-General de Investigación (ECCR) para apoyar la promoción de aplicaciones LED de luz blanca a través del programa BRITE/EURAM-3 de la UE. En respuesta a la tendencia mundial hacia la conservación de energía y la protección del medio ambiente, el Ministerio de Comercio y Energía de Corea del Sur estableció el "Programa de desarrollo de semiconductores ópticos de GaN" para avanzar en la investigación sobre fuentes de iluminación LED de luz blanca basadas en materiales de GaN. Desde 2000, China ha introducido continuamente numerosas políticas para apoyar los LED y, en 2009, lanzó el programa de promoción de iluminación LED "Diez ciudades, diez mil lámparas" para desarrollar vigorosamente la industria LED.
Gracias al fuerte apoyo de las políticas gubernamentales en todo el mundo, el mundoindustria LEDha visto una aplicación generalizada en varios campos y un rápido crecimiento. Actualmente, la industria mundial de envases LED se concentra principalmente en regiones como Japón, Taiwán, Estados Unidos, Europa, Corea del Sur y China continental. Japón, Estados Unidos y Europa, con sus ventajas en tecnología industrial avanzada y equipos de fabricación, se encuentran entre las primeras regiones en desarrollar la industria de embalajes LED. Taiwán y Corea del Sur cuentan con una cadena industrial completa de electrónica de consumo con una clara división del trabajo en los sectores upstream, midstream y downstream, y un suministro y marketing estables, lo que ha llevado a su rápido crecimiento en los últimos años. China continental, con sus ventajas de costos y su mercado de aplicaciones LED en rápida expansión, ha visto una afluencia constante de capital de embalaje LED de países de todo el mundo, incluido Taiwán, durante la última década, y numerosos países han establecido plantas de embalaje allí. Las empresas nacionales de embalaje han seguido creciendo y desarrollándose, con tecnologías cada vez más sofisticadas e innovadoras, lo que convierte a China continental en una de las regiones de más rápido-crecimiento de embalajes LED.
Los embalajes LED requieren un uso intensivo de tecnología-y de capital-. Debido a las ventajas de costos de China continental y al mercado de aplicaciones LED en rápida expansión, los fabricantes de envases internacionales y taiwaneses han acudido en masa al continente para establecer fábricas, aprovechando la proximidad a los equipos de soporte y al mercado final-. Esto ha permitido un crecimiento rápido y sostenido en la industria de embalajes LED de China continental, convirtiéndola en una importante base mundial de embalajes LED. Esto no sólo ha ampliado la participación de mercado de China continental en el sector mundial de embalajes LED, sino que también ha mejorado la tecnología de embalaje LED de los fabricantes de China continental, acelerando el rápido desarrollo de toda la industria. La industria del embalaje de China ha formado inicialmente cuatro regiones principales con uso intensivo de LED-: el delta del río Perla, el delta del río Yangtze, la región de Fujian-Jiangxi y el borde de Bohai. China se ha convertido en una importante base mundial de envases LED.
7. Tendencia de desarrollo de la industria del embalaje LED.
(1) El embalaje SMD se convierte gradualmente en la forma principal de embalaje LED
El LED SMD empaquetado para montaje en superficie se ha convertido en un punto de gran desarrollo, que ha resuelto eficazmente los problemas de brillo, ángulo de visión, planitud, confiabilidad, consistencia, etc. Utiliza placas PCB más livianas y materiales de capa reflectante, requiere menos resina epoxi para llenar la capa reflectante de la pantalla y elimina las clavijas de material de acero al carbono más pesadas. Al reducir el tamaño y el peso, el peso del producto se puede reducir fácilmente a la mitad, haciendo la aplicación más perfecta. Es especialmente adecuado para diversos productos de retroiluminación con un espesor de producto que disminuye continuamente y aplicaciones de pantalla a todo color en interiores y semi{3}}exteriores-.
El embalaje de LED SMD tiene ciertas dificultades técnicas, que se reflejan en:
Primero, cómo diseñar la estructura del dispositivo y optimizar la combinación de materiales de embalaje para mejorar la eficiencia luminosa del dispositivo y hacer que la curva de distribución de la luz cumpla con los requisitos. Una buena forma de embalaje no sólo puede mejorar el efecto de uso de los chips LED, sino también ayudar a las empresas a lograr la diferenciación de productos. La investigación continua sobre estructuras de dispositivos SMD ha llevado al desarrollo continuo de estructuras de dispositivos, lo que ha dado como resultado el surgimiento de dispositivos especializados para nichos de mercado, como LED ovalados para aplicaciones de visualización en exteriores y LED de emisión lateral-para retroiluminación de LCD de pequeño-tamaño.
En segundo lugar, una disipación de calor eficaz es crucial para mejorar la fiabilidad del dispositivo. La alta resistencia térmica en los dispositivos LED aumenta la temperatura de la unión PN del chip, lo que lleva aluz LEDdegradación. La disipación de calor es el principal desafío técnico en los envases LED. La investigación continua sobre esta tecnología clave ha enriquecido y desarrollado materiales de embalaje, reduciendo significativamente la resistencia térmica del dispositivo y, fundamentalmente, garantizando su vida útil.
La tecnología de embalaje de LED blancos se ha convertido en un área clave de atención e investigación dentro de la industria. Las técnicas de empaquetado avanzadas mejoran el control sobre parámetros como la temperatura del color, las coordenadas cromáticas y el índice de reproducción cromática (CRI). Esto da como resultado LED blancos de alta-calidad que cumplen con los diversos requisitos de diferentes mercados y logran un CRI altamente consistente en la producción en masa. Esto presenta un desafío técnico importante para cualquier fabricante.
(2) Los productos de retroiluminación e iluminación se convertirán en la fuerza impulsora del rápido crecimiento posterior del mercado LED.
Con el rápido aumento en la tasa de penetración de la retroiluminación LED en paneles LCD-de gran tamaño y el desarrollo inesperado del mercado de iluminación LED, toda la industria LED verá un impulso de crecimiento acelerado. La retroiluminación LED y la iluminación general LED son dos áreas de mayor crecimiento. La retroiluminación y la iluminación se convertirán en la fuerza impulsora del rápido crecimiento posterior del mercado LED.
8. Demanda del mercado de retroiluminación LED
retroiluminación LEDIncluye retroiluminación de tamaño pequeño-, retroiluminación de tamaño-mediano y retroiluminación de tamaño-grande. La retroiluminación de tamaño pequeño-se utiliza principalmente en teléfonos móviles, MP3, MP4, PDA, cámaras digitales, cámaras de vídeo y equipos de fitness; la retroiluminación de tamaño-mediano se utiliza principalmente en computadoras portátiles, netbooks, pantallas y monitores de computadora; El tamaño grande-se utiliza principalmente en televisores LCD.
Los requisitos de cantidad y rendimiento de la retroiluminación LED para diferentes tamaños de pantallas LCD son los siguientes:
9. Demanda del mercado de iluminación LED
La iluminación LED tiene ventajas sobre la iluminación ordinaria como el ahorro de energía, la protección del medio ambiente, el corto tiempo de respuesta y la larga vida útil, lo que determina que sea una fuente de luz alternativa ideal. Actualmente, los LED son relativamente caros, lo que dificulta su adopción generalizada. Sin embargo, a medida que los costos de los LED disminuyen gradualmente, los gobiernos de todo el mundo se comprometen a promover-políticas de ahorro de energía y la eliminación global-de las bombillas incandescentes, la iluminación LED presentará enormes oportunidades de desarrollo. El mercado de iluminación LED se puede clasificar principalmente en iluminación de paisajes exteriores (luces de barandillas, focos, luces de césped, etc.), iluminación general interior, iluminación decorativa, iluminación especializada (alumbrado público, linternas, faros, luces de lectura, etc.), iluminación especializada (iluminación militar, médica, iluminación biomédica, etc.) e iluminación automotriz.
Con la prohibición de las bombillas incandescentes, están surgiendo oportunidades de mercado para las bombillas LED de menos de 10W. Actualmente, la iluminación representa el 19 % del consumo mundial de electricidad, consumiendo un total de 2651 teravatios-hora de energía. Se espera que reemplazar las fuentes de luz existentes por otras energéticamente-eficientes ahorre un 30% de energía. Una mayor integración de la iluminación-de eficiencia energética con sensores, redes inteligentes y otras aplicaciones puede ahorrar potencialmente un 30 % adicional.
Preguntas frecuentes
P1. ¿Cómo puedo obtener estas muestras?
A1: Hola, fácil para esto. Dame tu dirección y dime qué artículo necesitas, arreglaremos el envío por DHL o FedEx.
Q2: ¿Qué tal su calidad?
A2: Toda la materia prima con la mejor calidad para garantizar una alta luminosidad y suficiente brillo.
Q3: ¿Qué pasa con el plazo de entrega?
A3: La muestra necesita de 3 a 5 días, el tiempo de producción en masa necesita de 25 a 40 días después de recibir el depósito
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