طريقة تصنيع لمبات الليد LED

كيف تُصنَع لمبات الليد LED

تنمو أنواع لمبات الليد LED كل يوم على ما يبدو، فمنذ تقديم لمبات الليد LED الأولى، أنتجت التكنولوجيا مجموعة كبيرة ومتنوعة من أنواع مختلفة من لمبات الليد LED، لكل منها خصائصه وتطبيقاته الخاصة، لكننا اليوم سنعيدها إلى الأساسيات، ونعرض لكم كيف تصنع لمبات الليد LED، فاليوم على منصة تجارتنا سنأخذك إلى خلفية سريعة حول الاختلافات الرئيسية بين مصابيح LED والأضواء التقليدية، وما هي المواد التي تدخل في إنشاء الصمام الثنائي الباعث للضوء، وكيف يتم تصميم هذه المواد، وأخيراً، كيف يتم توصيلها معًا لإنشاء أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ضوء في السوق.

ما هي لمبات الليد LED

لمبات الليد LED هي نوع فريد من معدات الإضاءة الإلكترونية، إنها متينة للغاية وموفرة للطاقة وتنتج أقل قدر من الحرارة، كما أنه لا يتم إنتاجها من عناصر هشة، مثل الأنابيب الزجاجية، وتُعتبَر أكثر أمانًا لأنها لا تحتوي على أي زئبق أو رصاص، كما تستهلك لمبات الليد LED طاقة أقل بنسبة 90٪ تقريبًا مقارنة بالمصابيح المتوهجة أو مصابيح الهالوجين التي تتمتع بنفس السطوع.

لمبات الليد LED مقابل الأضواء التقليدية

لم يتم تصميم إضاءة لمبات الليد LED والمصابيح المتوهجة والفلورية بشكل مختلف فحسب، بل إنها تخلق الضوء نفسه أيضاً بشكل مختلف، فمن حيث المقارنة مع الأضواء التقليدية، نجد أن الإضاءة التقليدية تخلق الضوء من خلال ربط الأسلاك بمصدر للطاقة، وعندما تسخن الأسلاك، فإنها تنبعث منها الضوء، ولكن لمبات الليد LED تخلق الضوء عن طريق الإثارة الإلكترونية بدلاً من الحرارة، هذا هو السبب في أن لمبات الليد LED تستخدم طاقة أقل وتنبعث منها حرارة أقل، لأن الحرارة ليست مكونًا رئيسيًا في توليد الضوء.

المواد التي تدخل في صناعة لمبات الليد LED

تقف لمبات الليد LED على الصمام الثنائي الباعث للضوء، لذلك، تتكون لمبات الليد LED من ثنائيات صغيرة، ويتم إنشاء كل صمام ثنائي من مادة أشباه الموصلات، وتحتوي إحدى طبقات مادة أشباه الموصلات على فائض من الإلكترونات، وستنفد طبقة واحدة من الإلكترونات، ويسمح هذا الاختلاف في مستويات الإلكترون للإلكترونات بالانتقال من طبقة إلى أخرى، مما يخلق الضوء من خلال الإثارة الإلكترونية المذكورة أعلاه.

وتُعَد مادة أشباه الموصلات نفسها مصنوعة من مادة بلورية وتحتاج إلى شوائب لتوصيل الكهرباء، ومع ذلك، يتم إضافة هذه الشوائب إلى مادة أشباه الموصلات في وقت لاحق في عملية التصنيع، وتُسمَى إضافة هذه الشوائب إلى أشباه الموصلات بالمنشطات وهي مادة أساسية تستخدم في صنع مصابيح LED، وأكثر الشوائب المضافة شيوعًا هي الزنك والنيتروجين.

ومن أجل تشغيل الثنائيات، يجب إضافة الأسلاك الكهربائية، وغالبًا ما تستخدم مركبات الذهب والفضة في أسلاك لمبات الليد LED، حيث يمكنها التعامل مع اللحام والتسخين جيدًا، وفي النهاية، يتم تغليف الثنائيات ببلاستيك شفاف، وليس بالزجاج مثل المصابيح التقليدية، مما يجعلها متينة وتدوم طويلاً.

تصميم لمبات الليد LED

عند تصميم لمبات الليد LED، هناك قدر أكبر من الإبداع المسموح به، فاعتمادًا على تطبيق الضوء، يتم تحديد درجة

حرارة اللون والسطوع والكفاءة قبل إجراء أي عملية تصنيع، ويتم تحديد هذه السمات بناءً على حجم الصمام الثنائي

ومواد أشباه الموصلات المستخدمة وأنواع الشوائب المضافة وسمك طبقات الصمام الثنائي.

كيف تُصنَع لمبات الليد LED؟

بعدما تحدثنا عن المواد التي تدخل في صناعة لمبات الليد LED بالتفصيل، ثم ألحقناها بتوضيح تصميم لمبات الليد

LED، يمكننا الآن الحديث عن الكيفية التي تُصنَع لمبات الليد LED بها، ويُعد تصنيع لمبات الليد LED أمرًا دقيقًا

ومعقدًا، حيث يمر بثلاثة مراحل، وهم:

أولاً| تصنيع مادة أشباه الموصلات:

وهذا ما يُسمَى رقاقة أشباه الموصلات، وتتم زراعة مادة أشباه الموصلات في غرفة ذات درجة حرارة عالية وضغط

مرتفع، ثم يتم تنقية عناصر مثل الغاليوم والزرنيخ  أو الفوسفور وخلطها معًا في الحجرة، ثم تتحول إلى محلول

مركز، وبمجرد خلط العناصر يتم وضع قضيب في المحلول ويتم سحبه ببطء، فيتبلور المحلول عند نهاية القضيب

عند سحبه للخارج، مكونًا سبيكة بلورية أسطوانية طويلة.

يتم بعد ذلك تقطيع هذه المادة إلى شرائح من أشباه الموصلات ويتم صنفرتها بشكل أساسي ، كما لو كنت تقوم بالرمل أسفل الطاولة ، حتى يصبح السطح أملسًا.

ثم يتم غمسها في محلول من مذيبات مختلفة لتنظيفها بصرامة لتخليصها من أي أوساخ أو غبار أو مواد عضوية.

ثانياً| إضافة طبقات إضافية من مادة أشباه الموصلات إلى الرقاقة

في الخطوة التالية من العملية، تتم إضافة طبقات إضافية من مادة أشباه الموصلات إلى الرقاقة، وهذه طريقة لإضافة

الشوائب أو المنشطات، بعد ذلك، يتم تحديد جهات الاتصال المعدنية على أشباه الموصلات، ويتم تحديد ذلك في

مرحلة التصميم ويأخذ في الاعتبار ما إذا كان سيتم استخدام الصمام الثنائي بشكل فردي أو مع الآخرين.

ثالثا| تثبيت الثنائيات على العبوة المناسبة:

حيث يتم في الخطوة الأخيرة تثبيت الثنائيات على العبوة المناسبة، ويتم توصيل الأسلاك ثم يتم تغليف كل شيء

بالبلاستيك، وهذه هي الطريقة التي تُصنَع لمبات الليد LED.