Einführung in die LED-Anzeigetechnologie

ModernLED-Bildschirmebasieren auf Halbleiter-Elektrolumineszenz, bei der InGaN/GaN-Chips blaues Licht (450 nm) emittieren, das durch eine Phosphorbeschichtung in Weiß umgewandelt wird. High-End-Displays erreichen 16-Bit-Graustufen, eine Bildwiederholfrequenz von 3840 Hz und eine Helligkeit von 5.000 Nits für Außenanwendungen.

Rohstoffe und Komponenten

1. LED-Chips

• Typ: InGaN-Blue-Chips (2835/1010-Gehäuse)

• Technische Daten:

• Wellenlänge: 450±2nm

• Durchlassspannung: 2,8–3,4 V bei 20 mA

• Lichtausbeute: ≥180 lm/W

2. Verkapselungsmaterialien

3. Substrate

• Aluminium-Leiterplatte: Wärmeleitfähigkeit ≥2,2W/m·K, Cu-Dicke 35±5μm

• Keramik-Leiterplatte: AlN-Substrate (24W/m·K) für Hochleistungs-LED-Arrays

LAMP LED-Produktionsablauf

1. Chip-Bonding

• Klebstoff: Silberepoxid (80 % Ag-Gehalt)

• Aushärtung: 150 °C/1 Std., Klebeliniendicke 25 ± 5 μm

• Genauigkeit: Platzierungsfehler ≤±15μm

2. Drahtbonden

• Draht: 99,99 % Au, Durchmesser 1,0 mil

• Parameter: Ultraschallleistung 50 W, Kraft 30 g, Zykluszeit 0,3 s

3. Kapselung

• Verfahren: Vakuumverguss (≤1 kPa, 30 Min. Entgasung)

• Aushärtung: 135 °C/4 Std., Blasendurchmesser ≤ 30 μm

4. Endmontage

• Stiftumformung: Scherschneiden ±0,1mm Toleranz

• Binning: Wellenlänge ±2nm, Lichtstärke ±5%

SMD-LED-Herstellungsprozess

1. Lötpastendruck

• Schablone: Lasergeschnittener Edelstahl, 0,12 mm Dicke

• Lot: SAC305-Legierung, Volumen 80–120 μm (SPI-überwacht)

2. Komponentenplatzierung

• Maschine: Hochgeschwindigkeits-Pick-and-Place (30.000 CPH)

• Präzision: ±0,03 mm (X/Y), ±0,5° (θ)

3. Reflow-Löten

• Profil:

• Vorheizen: 1–2 °C/s auf 150 °C

• Spitze: 245 °C (60 s über 217 °C)

• Atmosphäre: Stickstoff (O₂ <1.000 ppm)

4. Formen und Würfeln

• Formen: Übertragungsprozess @8-12MPa, 150℃/180s

• Laserschneiden: 355 nm UV-Laser, 5 W Leistung, 100 mm/s Geschwindigkeit

Fortschrittliche Prozesse für Mini-/Mikro-LEDs

1. Stoffaustauschtechnologie

• Laser-Lift-Off (LLO):

• Übertragungsrate: 99,99 % (F&E), 99,9 % (Produktion)

• Genauigkeit: ±1,5 μm Platzierung

2. Chip-on-Board (COB)

• Pixeldichte: 100-200 PPI

• Verkapselung: Schwarze Epoxidfüllung (ΔE <1,5)

3. Automobil-Standards

• AEC-Q102: -40 °C bis 125 °C Betrieb, 85 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit/1.000 h

• Vibrationstest: 50G Stoßfestigkeit (MIL-STD-883 Methode 2002)

Qualitätskontrollsysteme

1. In-Prozess-Inspektion

• AOI: Defekterkennung ≥99,9 % (Lötbrücken, Fehlteile)

• Röntgen: Hohlräume <15 % in Lötstellen

2. Umweltprüfungen

3. Photometrische Prüfung

• Ulbrichtsche Kugel: CCT-Toleranz ±150K, CRI ≥80

• Betrachtungswinkel: ≥140° horizontal/vertikal, ≤50 % Helligkeitsabfall

Verpackung und Logistik

1. Feuchtigkeitsschutz

• MSL-Niveau: Stufe 3 (72 Stunden Bodenlebensdauer bei 30 °C/60 % relativer Luftfeuchtigkeit)

• Trockenverpackung: <10 % relative Luftfeuchtigkeit mit Trockenmittel

2. Stoß-/Vibrationsfestigkeit

• ISTA 3A: Übersteht Stürze aus 1,2 m Höhe und Stöße von 50 G

3. Compliance-Dokumentation

• Sicherheit: UL/cUL, CE, CCC

• Umwelt: RoHS 2.0, REACH SVHC <0,1 %