อุปกรณ์การผลิต LED: นวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการปรับปรุงโซ่อุตสาหกรรม
คีย์มอเตอร์
ในฐานะแหล่งแสงครึ่งประจุรุ่นที่สาม กระบวนการผลิต LED (Light Emitting Diode) มีเชือกเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ซึ่งครอบคลุมหลายเส้นทาง เช่น การเตรียมเยื่อ,การเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะเจาะอุปกรณ์การผลิต LED ได้เห็นความก้าวหน้าทางการปฏิวัติในแง่ของความแม่นยํารายงานนี้จะนําการวิเคราะห์จากสามมิติ: อุปกรณ์กระบวนการหลัก, ความท้าทายทางเทคนิคและแนวโน้มในอนาคต
I. วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของอุปกรณ์หลักในการผลิต LED
อุปกรณ์การเติบโตของพื้นฐานและเอปิตาซิยาล
การเตรียมวัสดุพื้นฐาน (เช่น sapphire, silicon carbide และ silicon-based) เป็นหินมุมของโซ่อุตสาหกรรม LEDเทคโนโลยีซิลิคอนสับสราตได้กลายเป็นจุดร้อนของการวิจัยและพัฒนาในช่วงปีที่ผ่านมา เนื่องจากราคาที่ต่ําและความเข้ากันได้อย่างดีตัวอย่างเช่น ทีมงานของ Jiang Fengyi จากมหาวิทยาลัย Nanchang เอาชนะความท้าทายของการปลูกไนทรีดกัลเลียมบนพื้นฐานซิลิคอน ผ่านการทดลองมากกว่า 4,000 ครั้งการส่งเสริมการผลิตชิป LED ที่ใช้ซิลิคอนเป็นจํานวนมาก. Epitaxial growth equipment such as MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) machines directly affect the crystal quality of the epitaxial layer by precisely controlling parameters such as temperature and gas flow rateการวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีใต้จีนชี้ให้เห็นว่าการปรับปรุงกระบวนการ Epitaxial สามารถลดความบกพร่องของวอเฟอร์และปรับปรุงผลผลิตของชิป MicroLED ได้
อุปกรณ์ตัดชิปและเครื่องถ่ายพัดมวล
การตัดชิปต้องการการสร้างชุด LED ขนาดไมครอนผ่านกระบวนการ etching และเทคโนโลยีการโอนมวลชนเป็นข้อขัดขวางหลักสําหรับการผลิตขนาดใหญ่ของ Microledsการถ่ายทอดกลไกประเพณียากที่จะตอบสนอง ± 1ความต้องการความผิดพลาด.5μm Laser-assisted transfer technology (such as the collaborative design of wedge-shaped push blocks and positioning rods in patented technology) significantly improves transfer efficiency and yield through automated clamping and precise positioningเครื่องประกอบโมดูลอปโตอีเลคทรอนิกส์ EP-310 ที่เปิดตัวโดย Yuanlisheng รวมตัวโมดูลการจําลองภาพและการกดร้อนและเหมาะสําหรับฉากที่ต้องการความแม่นยําสูง เช่น การประกอบเลนส์ LED.
อุปกรณ์บรรจุและตรวจสอบ
กระบวนการ เช่น การเคลือบฟอสฟอร์และการผูกเจาะในระยะการบรรจุส่งผลต่อประสิทธิภาพแสงและอายุการใช้งานของ LED โดยตรงเครื่องฉายยาแบบอัตโนมัติเต็มแบบ Yuanlisheng OED-350 ใช้เครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์ และระบบทําความสะอาดเข็มอัตโนมัติ เพื่อให้ความคลุมเป็นรูปเดียวกันอุปกรณ์ตรวจจับกําลังพัฒนาไปสู่ความฉลาด ตัวอย่างเช่น AMS Osram ได้นําเทคโนโลยีรหัส QR Data Matrixการรหัสข้อมูลการทดสอบของ LED แต่ละ LED (เช่นความเข้มของแสงและพิกัดสี) บนพื้นผิวบรรจุ, การลดความยากลําบากในการตรวจจับทางออปติก และลดต้นทุนการปรับขนาดโดย 26. The team from South China University of Technology also proposed the AOI (Automatic Optical Inspection) and EL (Electroluminescence) combined technology to achieve efficient identification and repair of MicroLED dead pixels.
Ii. ปัญหาทางเทคนิคและทิศทางการนวัตกรรม
ปัญหาการผลิต MicroLED
MicroLED เนื่องจากขนาดชิปที่เล็กมาก (<50μm) จะต้องเผชิญกับโจทย์ เช่น การบรรลุอัตราการถ่ายทอดที่ใหญ่มาก (ต้องการ 99.9999%) และการควบคุมความบกพร่องของผนังข้างการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการถักและการประกอบด้วยตัวเองที่ได้รับการสนับสนุนจากอนุภาคนาโน สามารถลดความเสียหายของผนังข้างขณะที่สารสับสราต QMAT และเทคโนโลยีเลเซอร์ exfoliation (LLO) สามารถปรับปรุงกระบวนการโอน
อัตโนมัติและการปรับปรุงข้อมูล
สายการผลิต LED แบบดั้งเดิมพึ่งพาการทํางานด้วยมือ ส่งผลให้เกิดอัตราการเปลี่ยนแปลงในผลผลผลิตการศึกษาที่ทําโดยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Nan-Tai University ในไต้หวัน ได้ลดอัตราความบกพร่องของกระบวนการผลิตเมล็ดพันธุ์ด้านหน้าโดยใช้กระบวนการ Six Sigma DMAIC (กําหนด, การวัด, วิเคราะห์, ปรับปรุง, การควบคุม) ร่วมกับเครื่องมือสถิติ.รองรับการวางส่วนประกอบความเร็วสูงตั้งแต่ 0.6mm × 0.3mm ถึง 8mm × 8mm ส่งเสริมให้มีการอัตโนมัติกระบวนการเต็มที่
การผลิตสีเขียวและการปรับปรุงต้นทุน
การอุตสาหกรรมของเทคโนโลยีสับสราตซิลิคอน (เช่นรุ่น IDM ของ Jingneng Optoelectronics) ลดต้นทุนชิปผ่านการบูรณาการแนวตั้งขณะที่กลุ่มอุตสาหกรรม LED ในนานชางได้สร้างการวางแผนสิ่งแวดล้อมอย่างเต็มที่จากพื้นฐานไปยังบรรจุภัณฑ์ โดยการเติมเต็มและขยายโซ่อุตสาหกรรมนอกจากนี้ การออกแบบอุปกรณ์ที่ประหยัดพลังงาน (เช่นกล่องระบายอากาศและระบบควบคุมอุณหภูมิที่ฉลาด) ได้กลายเป็นแนวโน้มในการปกป้องสิ่งแวดล้อม
แนวโน้มในอนาคตและทัศนะของอุตสาหกรรม
การกระจายความนิยมของอุปกรณ์ถ่ายทอดมวลความละเอียดสูง
เทคโนโลยีการถ่ายทอดเลเซอร์และการถ่ายทอดโรเลอร์จะเพิ่มศักยภาพการผลิตขนาดใหญ่ของไมโครเลดมันคาดว่าจะทําลายประสิทธิภาพการถ่ายทอดในระดับอุตสาหกรรม (> 50M/h).
การตรวจจับและบูรณาการข้อมูลแบบฉลาด
The integration of Data Matrix QR codes and Internet of Things (IoT) technology will enable data traceability throughout the entire life cycle of leds and promote digitalization and customized production in factories.
การพัฒนาอุปกรณ์ประกอบ
อุปกรณ์ในอนาคตจําเป็นต้องพิจารณาการบูรณาการหลายฟังก์ชัน เช่น เครื่องจักรบูรณาการที่รวมการถักและการบรรจุหรือเครื่องพิมพ์โอนที่เข้ากันได้กับพื้นฐานยืดหยุ่น, เพื่อตอบสนองความต้องการที่กําลังเกิดขึ้น เช่น ไฟฟ้ารถยนต์และจอที่ใส่ได้
สรุป
นวัตกรรมทางเทคโนโลยีในอุปกรณ์การผลิต LED เป็นแรงขับเคลื่อนหลักในการปรับปรุงโซ่อุตสาหกรรมจากการบรรจุแบบอัตโนมัติ ไปสู่การตรวจจับแบบฉลาด, ความแม่นยําและความฉลาดของอุปกรณ์กําลังปรับปรุงภาพแวดล้อมของอุตสาหกรรมการผลิต LED ทั่วโลกกําลังเร่งการพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพสูงในอนาคตผู้ผลิตอุปกรณ์ต้องบุกข้ามขั้นต่ําของกระบวนการและร่วมมือกับวิทยาศาสตร์วัสดุและเทคโนโลยี AI เพื่อตอบโจทย์ของฉากการใช้งานที่ซับซ้อนมากขึ้น
