Аббревиатура СИД – означает светоизлучающий диод (в английском варианте LED — light emitting diode) Это своего рода полупроводниковый прибор, который широко используются в различных световых индикаторах, табло и т.д. Светодиод способен трансформировать электрическую энергию непосредственно в световую с высокой эффективностью, срок его службы может достигать десятков и сотен тысяч часов. По сравнению с традиционными лампами, светодиодные имеют такие преимущества как энергосбережение, надежность и т.д.
Тем не менее, для практического использования светодиодов в качестве источников света (Для защиты полупроводникового кристалла и обеспечения постоянной яркости свечения), их необходимо устанавливать на своеобразный корпус. Типы корпусов разрабатываются в соответствии к требованиям для каждого типа светодиодов, учитывая электрические и оптические параметры готового продукта.
Требования к корпусам светодиодов достаточно строги. Независимо от типа светодиода, будь то обычный светодиод или сверхъяркий SMD, для создания корпусов важно использовать надежное высокотехнологичное оборудование. От того насколько точно светодиодные чипы помещены в корпус, напрямую зависит яркость свечения всего устройства. Любое отклонение от установленного положения будет препятствовать отражению света и будет влиять на его яркость.
На выбор типа и корпуса светодиода влияют сфера их применения, размер, способы рассеивания тепла и яркость свечения. В настоящее время корпуса светодиодов можно разделить на следующие типы: Lamp-LED (стандартый светодиод), TOP-LED (светодиод с верхним свечением), Side-LED (светодиод с боковым свечением), SMD-LED (сверхъяркий светодиод), High-Power-LED (светодиод высокой мощности), Flip Chip-LED и так далее.
1. Lamp-LED
В этом типе светодиода применяется процесс герметизации. Жидкая эпоксидная смола заливается в формовочную полость, затем в жидкость вставляется светодиодный кристалл. Затем всё это кладется в сушильный шкаф, чтобы эпоксидная смола высохла. Светодиод, извлеченный из формы, и будет конечным продуктом. Т.к. техника производства этого вида диодов сравнительно проста, ее стоимость ниже, а доля на рынке достаточно велика.
2. SMD-LED
Сверхъяркие светодиоды SMD крепятся к поверхности печатной платы. В данном случае обычно применяется SMT-технология (Технология поверхностного монтажа). В этом типе светодиода используется пайка и с помощью неё могут быть решены проблемы, связанные с яркостью, углом свечения, плавностью, надежностью и стабильностью работы. В то же время, здесь используются более легкие печатные платы и материал отражателя. Более того, в данных сверхъярких SMD-светодиодах удалось избавиться от тяжелой углеродистой стали, из которой сделаны контакты чипов, используемые в первом описанном типе диодов, что позволило использовать меньшее количество эпоксидной смолы, необходимой при заполнении линзы отражателя. При этом размер и вес светодиодов снизился. Как правило, SMD-светодиод может снизить вес изделия на 50%.
3. Side-LED
В настоящее время одна из основных проблем светодиодных корпусов связана с боковым свечением. В процессе подсветки жидкокристаллических дисплеев необходимо, чтобы интенсивность бокового свечения была такая же, как и на поверхности. Хотя боковое свечение может быть осуществлено путем разработки необходимой конструкции, в этом случае эффект рассеивания тепла будет неидеальным. На данный момент компанией Lumileds был изобретен специальный отражатель. Используя принцип этого отражателя, диод может излучать боковой свет, и, таким образом, светодиоды высокой мощности могут успешно применяться для ЖК-подсветки.
4. TOP-LED
Светодиоды TOP-LED используются для поверхностного монтажа.
Применяются для различного рода подсветки и индикации.
5. High-Power-LED
В настоящее время, для того чтобы получить высокую мощность и высокую яркость светодиодных источников света, производители прилагают усилия для создания мощных светодиодов с надлежащим корпусом. Изобретены светодиоды Norlux, которые могут выдерживать различный диапазон мощности. Это конструкция мульти-чип на базовой шестиугольной алюминиевой плате, которая функционирует в то же время как теплоотвод. Диаметр платы составляет 31.75 мм. Излучающая зона расположена в центральной его части с диаметром около (0,375 × 25,4) мм. В одном корпусе может быть до сорока светодиодных чипов. В целом, перспективы на будущее для светодиодов высокой мощности многообещающие, и это благодаря высокой плотности сборки чипов, высокой яркости свечения, низкому тепловому сопротивлению и высокой выходной мощности при большой силе тока.
Очевидно, что тепловые характеристики мощных светодиодов могут напрямую влиять на его рабочую температуру, яркость свечения, длину волны, срок службы и другие факторы. Поэтому вопросам создания корпуса и технологии изготовления мощных светодиодных чипов уделяют особое внимание.
6. Flip Chip-LED
На базовой плате светодиода типа Flip Chip-LED есть пара отверстий. В каждое отверстие на одной стороне платы установлен так называемый проводящий материал, который наносят на поверхность платы. Затем на той стороне, которая имеет проводящий материал, в отверстия устанавливаются пара светодиодных чипов без корпуса. Анод и катод каждого светодиодного чипа подключаются к проводящему материалу на поверхности платы через оловянную пайку. Затем светодиодные чипы закрепляются в отверстиях прозрачным клеем.
Заключение
Светодиоды можно назвать новым источником света 21 века. Они уже стали источником света четвертого поколения после лампы накаливания, люминесцентных ламп и газоразрядных ламп высокого давления. В будущем производители, очевидно, сосредоточатся на разработке мощных светодиодов высокой яркости. Создание новых корпусов - это процесс, который связывает предыдущие и последующие этапы развития светодиодной индустрии. Будем следить за новыми разработками в этой области.
