eng
15–17 апреля 2014 года в Москве, в "Крокус Экспо" cостоялась 17-я Международная выставка электронных компонентов и комплектующих "ЭкспоЭлектроника". Традиционно в ее рамках состоялась Международная выставка технологий материалов и светодиодных микросхем, а также оборудования для их производства LEDTechExpo и 3-я Международная конференция "Светодиоды: чипы, продукция, материалы, оборудование".
Открывая LED-форум, Евгений Владимирович Долин, Генеральный директор НП ПСС, Председатель ТП "Развитие российских СД-технологий" (см. врезку) сообщил, что в феврале 2014 года была создана Евразийская светодиодная технологическая платформа (ЕСДТП). В нее вошли: консорциум НП ПСС (Россия), ГП "ЦСОТ НАН Беларуси" и ТОО "Физико-технический институт" (Алма-Ата). Основная задача в соответствии программой ЕСДТП – наладить сотрудничество с Центром светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН Беларуси по пилотным проектам в области уличного освещения на базе светодиодных технологий, и по созданию лабораторий верификации и сертификации в Республике Казахстан (РК). Необходимо также скоординировать работу в нормативной области (Россия, Белоруссия, РК) по выработке предложений в регламент "О требованиях к энергетической эффективности электрических энергопотребляющих устройств" – аналог директивы ЕС по "Экодизайну".
В своем выступлении Евгений Владимирович Долин отметил также, что принятая ранее технологическая платформа "Развитие российских СД-технологий" – это инструмент развития всей светодиодной отрасли, и предложил обсудить некоторые аспекты ее развития и сформировать Экспертный совет Платформы. В ходе работы конференции специалисты высказали свои предложения по основным направлениям работы и обсудили кандидатуры в Экспертный совет ТП "Развитие российских СД-технологий".
Всего на конференции было представлено 12 докладов о перспективах развития светодиодной отрасли в России, передовых технологических решениях производства светодиодных структур и печатных плат, оборудовании для производства и контроля светодиодной продукции. И, конечно, участники конференции получили информацию о новой продукции ведущих мировых производителей светодиодов и систем на их основе – Osram, Cree, SemiLEDs и Plessey Semiconductors.
С докладом "Светодиоды и CоB-модули от компании SemiLEDs. Технологии COB (Chip-on-board): особенности, преимущества и недостатки" выступил Алексей Владимирович Панкрашкин, генеральный директор ООО "Интех Инжиниринг", технический директор ООО "Макро Групп" (Санкт-Петербург).
Основанная в 2004 году компания SemiLEDs сегодня – один из лидирующих разработчиков и производителей сверхъярких светодиодов и кристаллов. Компания имеет производственные и исследовательские центры в США, Тайване и Китае. В декабре 2008 года компания SemiLEDs получила награды на Мировом экономическом форуме в номинации "Технологический прорыв 2009". Компания SemiLEDs имеет сертификат ISO 9001.
CoB – техническое решение, альтернативное применению дискретных светодиодов. Основной принцип конструкции – монтаж чипа не в отдельный корпус, а прямо на плату. Это существенно снижает цену светодиодной матрицы. Разные типы конструкций модулей СоВ отличаются способом формирования люминофорного слоя и оптической системой.
Основные преимущества технологии СоВ:
экономия на корпусах светодиодов и оборудовании для сортировки и упаковки;
удобна и проста для применения в светодиодных лампах;
большие возможности для реализации патентно чистых решений.
Различают конструкции модулей СоВ: плоская заливка, капли на чипах, отдельные линзы, удаленный люминофор.
Плоская заливка. Преимущества конструкции: простота технологии, компактность, возможность применения вторичной оптики, хороший теплоотвод. Светодиоды с плоской заливкой применяются в мощных системах освещения (промышленное, ландшафтное освещение, системы прожекторного типа).
Капли на чипах. Преимущества: простота технологии, однородность цвета по углу излучения, эффективный теплоотвод. Применение: системы внутреннего освещения.
Отдельные линзы. Преимущества: эффективный теплоотвод, угловая однородность цвета излучения, задаваемая диаграмма направленности излучения. Недостатки – усложненная технология. Применение: как внутреннее, так и внешнее (в том числе уличное) освещение.
Удаленный люминофор. Преимущества: эффективный теплоотвод, хорошая угловая однородность цвета излучения, возможность повышения светоотдачи. Необходимо отметить широкое применение оригинальных технологий и ограниченное – линзовых систем. Светодиодные системы предназначены в основном для внутреннего освещения.
Светодиоды, изготовленные по технологии СоВ, отличаются высокой эффективностью – 120 лм/Вт (за 6000 ч работы при 90°С светоотдача уменьшается примерно на 5%), низким термическим сопротивлением – менее 0,5°С/Вт. Они легко монтируются в любые системы освещения, имеют низкую стоимость и востребованы на рынке светотехники.
Иван Викторович Медведев, инженер ЗАО "Радиант-ЭК" (Москва) выступил с докладом "Инновационные светодиоды на основе технологии GaN-on-Si производства компании Plessey Semiconductors".
Британская компания Plessey Semiconductors Ltd. основана как производитель интегральных микросхем в 1957 году. Сегодня она имеет собственный центр разработок и современную производственную базу, позволяющую выпускать компоненты по технологии КМОП 0,35 мкм. Plessey производит как ИМС общего назначения, так и высокотехнологичные инновационные сверхъяркие светодиоды серии Magic HB LED. Стандарты производства ISO9001, TS16949, ISO14001, OHSAS 18001. Компания Plessey одна из первых выпустила на рынок светодиоды по технологии GaN-on-Si (нитрид галлия на кремнии) и обладает собственной GaN-on-Si технологией осаждения тонких слоев GaN на кремниевые пластины большого диаметра (150 мм).
Если большинство компаний используют 2- или 4-дюймовые сапфировые или SiC-подложки, то Plessey применяет 6-дюймовые Si-подложки и технологию получения слоев GaN, полностью совместимую со стандартной технологией производства ИС. Толщина эпитаксиального слоя ~2,5 мкм по сравнению с ~8 мкм многих других производителей.
Сегодня компания Plessey Semiconductors представляет новое поколение светодиодов средней мощности, изготовленных по технологии GaN-on-Si.
Применяя стандартную кремниевую технологию на пластинах диаметром 150 мм, специалисты компании Plessey добились успеха – значительно увеличили световой поток при существенном снижении цены изделий. В светодиодах нового поколения PLW114050 и PLB114050 удвоена эффективность по сравнению с первым поколением светодиодов Plessey MAGIC, выпущенным в феврале 2013 года.
Светодиоды PLW114050 и PLB114050 доступны в диапазоне цветовых температур от 6500К до 2700К, в стандартном корпусе PLCC-2 (3,00×2,00 мм), рабочим током 60 мА и прямым напряжением 2,9–3,3 В.
Надежность печатных плат с повышенными требованиями к отводу тепла – тема выступления Михаила Марковича Найша, генерального директора ООО "РУСАЛОКС" (Москва).
ООО "РУСАЛОКС" — российскоe предприятие, учрежденное в декабре 2010 года с целью организации в России массового производства теплоотводящих элементов на основе уникальной технологии оксидирования алюминия. В декабре 2013 года компания запустила промышленную линию по производству печатных плат на основе алюмооксидной технологии для электронных устройств с повышенными требованиями к отводу тепла. В первую очередь такие платы предназначаются для мощных светодиодных светильников.
Необходимость быстрого и эффективного отвода тепла — одна из основных проблем полупроводниковых приборов вообще, и светодиодов, в частности. Использование при производстве плат процесса селективного ступенчатого оксидирования алюминия – один из способов решения проблемы. Алюмооксидная технология – это сочетание процесса анодного окисления (анодирования) алюминия с хорошо освоенными базовыми операциями микроэлектроники (вакуумным нанесением металлов и фотолитографией). Она позволяет уменьшить температуру кристалла за счет быстрого отвода тепла. Основу технологии составляет процесс селективного ступенчатого оксидирования алюминия, суть которого – получение диэлектрика на поверхности металла и в его глубине. Такой подход позволил создать новый тип дешевых коммутационных плат с высокой теплопроводностью.
Подложки, произведенные по алюмооксидной технологии, состоят из проводящих слоев алюминия и/или меди и диэлектрического материала, имеющего нанопористую структуру. Именно этот слой диэлектрика с высокой теплопроводностью и определяет значительные конкурентные преимущества печатных плат РУСАЛОКС по сравнению с изделиями, созданными по традиционной технологии.
Применение алюмооксидной технологии позволяет увеличить количество устанавливаемых диодов на платах аналогичных размеров, сохраняя требуемую температуру и производительность.
Возможности алюмооксидной технологии следующие: можно проводить монтаж SMD-компонентов как на изолированный проводник, так и на алюминиевое основание, а монтаж PTH-компонентов (plated through hole) – в изолированное отверстие и на алюминиевое основание. Переходные отверстия в слоях создаются через изолированные отверстия.
Выступление Василия Ивановича Туева, д.т.н., директора НИИ светодиодных технологий, зав. кафедрой "Радиоэлектронные технологии и экологический мониторинг" Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) было посвящено результатам применения аддитивной технологии изготовления электролюминесцирующих устройств. Это проект по разработке базовых операций печатной технологии нанесения органических материалов. Его цель – создать в России собственную технологию принтерной печати органических светоизлучающих диодов, или диодов, способных самостоятельно излучать свет. Работа – уникальная не только в нашей стране, но и за рубежом, направлена на создание альтернативной технологии изготовления с использованием органических материалов радиоэлектронных устройств (дисплеев, СВЧ-схем, радиочастотных меток).
Органическая электроника позволяет получить более качественное изображение дисплея, с большей яркостью и контрастностью изображения. Еще одним достоинством продуктов органической электроники является возможность их изготовления на гибком основании. Технология принтерной печати, считающаяся наиболее перспективной в мировом сообществе, существенно упрощает, а значит, и удешевляет производственный процесс
В ТУСУР разработаны высокоэффективные и надежные полупроводниковые источники света и организовано их серийное производство. Световая отдача полученных органических светодиодов – 160 лм/Вт. Применялись материалы: для печати проводящих пленок – раствор серебросодержащий ANP DGP 40TE-20C, для печати диэлектрических слоев – раствор РММА (Poly(methyl methacrylate)).
Помимо разработки самой технологии, ТУСУР совместно со своими научными и промышленными партнерами (Сибирским физико-техническим институтом (НИТГУ, Томск), НИИПП (Томск), Институтом высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург), компанией SAN (Новосибирск)) работает над созданием и всех необходимых составляющих: специального принтера, нескольких видов "чернил".
По материалам конференции. И. Кокорева
В своем выступлении Евгений Владимирович Долин отметил также, что принятая ранее технологическая платформа "Развитие российских СД-технологий" – это инструмент развития всей светодиодной отрасли, и предложил обсудить некоторые аспекты ее развития и сформировать Экспертный совет Платформы. В ходе работы конференции специалисты высказали свои предложения по основным направлениям работы и обсудили кандидатуры в Экспертный совет ТП "Развитие российских СД-технологий".
Всего на конференции было представлено 12 докладов о перспективах развития светодиодной отрасли в России, передовых технологических решениях производства светодиодных структур и печатных плат, оборудовании для производства и контроля светодиодной продукции. И, конечно, участники конференции получили информацию о новой продукции ведущих мировых производителей светодиодов и систем на их основе – Osram, Cree, SemiLEDs и Plessey Semiconductors.
С докладом "Светодиоды и CоB-модули от компании SemiLEDs. Технологии COB (Chip-on-board): особенности, преимущества и недостатки" выступил Алексей Владимирович Панкрашкин, генеральный директор ООО "Интех Инжиниринг", технический директор ООО "Макро Групп" (Санкт-Петербург).
Основанная в 2004 году компания SemiLEDs сегодня – один из лидирующих разработчиков и производителей сверхъярких светодиодов и кристаллов. Компания имеет производственные и исследовательские центры в США, Тайване и Китае. В декабре 2008 года компания SemiLEDs получила награды на Мировом экономическом форуме в номинации "Технологический прорыв 2009". Компания SemiLEDs имеет сертификат ISO 9001.
CoB – техническое решение, альтернативное применению дискретных светодиодов. Основной принцип конструкции – монтаж чипа не в отдельный корпус, а прямо на плату. Это существенно снижает цену светодиодной матрицы. Разные типы конструкций модулей СоВ отличаются способом формирования люминофорного слоя и оптической системой.
Основные преимущества технологии СоВ:
экономия на корпусах светодиодов и оборудовании для сортировки и упаковки;
удобна и проста для применения в светодиодных лампах;
большие возможности для реализации патентно чистых решений.
Различают конструкции модулей СоВ: плоская заливка, капли на чипах, отдельные линзы, удаленный люминофор.
Плоская заливка. Преимущества конструкции: простота технологии, компактность, возможность применения вторичной оптики, хороший теплоотвод. Светодиоды с плоской заливкой применяются в мощных системах освещения (промышленное, ландшафтное освещение, системы прожекторного типа).
Капли на чипах. Преимущества: простота технологии, однородность цвета по углу излучения, эффективный теплоотвод. Применение: системы внутреннего освещения.
Отдельные линзы. Преимущества: эффективный теплоотвод, угловая однородность цвета излучения, задаваемая диаграмма направленности излучения. Недостатки – усложненная технология. Применение: как внутреннее, так и внешнее (в том числе уличное) освещение.
Удаленный люминофор. Преимущества: эффективный теплоотвод, хорошая угловая однородность цвета излучения, возможность повышения светоотдачи. Необходимо отметить широкое применение оригинальных технологий и ограниченное – линзовых систем. Светодиодные системы предназначены в основном для внутреннего освещения.
Светодиоды, изготовленные по технологии СоВ, отличаются высокой эффективностью – 120 лм/Вт (за 6000 ч работы при 90°С светоотдача уменьшается примерно на 5%), низким термическим сопротивлением – менее 0,5°С/Вт. Они легко монтируются в любые системы освещения, имеют низкую стоимость и востребованы на рынке светотехники.
Иван Викторович Медведев, инженер ЗАО "Радиант-ЭК" (Москва) выступил с докладом "Инновационные светодиоды на основе технологии GaN-on-Si производства компании Plessey Semiconductors".
Британская компания Plessey Semiconductors Ltd. основана как производитель интегральных микросхем в 1957 году. Сегодня она имеет собственный центр разработок и современную производственную базу, позволяющую выпускать компоненты по технологии КМОП 0,35 мкм. Plessey производит как ИМС общего назначения, так и высокотехнологичные инновационные сверхъяркие светодиоды серии Magic HB LED. Стандарты производства ISO9001, TS16949, ISO14001, OHSAS 18001. Компания Plessey одна из первых выпустила на рынок светодиоды по технологии GaN-on-Si (нитрид галлия на кремнии) и обладает собственной GaN-on-Si технологией осаждения тонких слоев GaN на кремниевые пластины большого диаметра (150 мм).
Если большинство компаний используют 2- или 4-дюймовые сапфировые или SiC-подложки, то Plessey применяет 6-дюймовые Si-подложки и технологию получения слоев GaN, полностью совместимую со стандартной технологией производства ИС. Толщина эпитаксиального слоя ~2,5 мкм по сравнению с ~8 мкм многих других производителей.
Сегодня компания Plessey Semiconductors представляет новое поколение светодиодов средней мощности, изготовленных по технологии GaN-on-Si.
Применяя стандартную кремниевую технологию на пластинах диаметром 150 мм, специалисты компании Plessey добились успеха – значительно увеличили световой поток при существенном снижении цены изделий. В светодиодах нового поколения PLW114050 и PLB114050 удвоена эффективность по сравнению с первым поколением светодиодов Plessey MAGIC, выпущенным в феврале 2013 года.
Светодиоды PLW114050 и PLB114050 доступны в диапазоне цветовых температур от 6500К до 2700К, в стандартном корпусе PLCC-2 (3,00×2,00 мм), рабочим током 60 мА и прямым напряжением 2,9–3,3 В.
Надежность печатных плат с повышенными требованиями к отводу тепла – тема выступления Михаила Марковича Найша, генерального директора ООО "РУСАЛОКС" (Москва).
ООО "РУСАЛОКС" — российскоe предприятие, учрежденное в декабре 2010 года с целью организации в России массового производства теплоотводящих элементов на основе уникальной технологии оксидирования алюминия. В декабре 2013 года компания запустила промышленную линию по производству печатных плат на основе алюмооксидной технологии для электронных устройств с повышенными требованиями к отводу тепла. В первую очередь такие платы предназначаются для мощных светодиодных светильников.
Необходимость быстрого и эффективного отвода тепла — одна из основных проблем полупроводниковых приборов вообще, и светодиодов, в частности. Использование при производстве плат процесса селективного ступенчатого оксидирования алюминия – один из способов решения проблемы. Алюмооксидная технология – это сочетание процесса анодного окисления (анодирования) алюминия с хорошо освоенными базовыми операциями микроэлектроники (вакуумным нанесением металлов и фотолитографией). Она позволяет уменьшить температуру кристалла за счет быстрого отвода тепла. Основу технологии составляет процесс селективного ступенчатого оксидирования алюминия, суть которого – получение диэлектрика на поверхности металла и в его глубине. Такой подход позволил создать новый тип дешевых коммутационных плат с высокой теплопроводностью.
Подложки, произведенные по алюмооксидной технологии, состоят из проводящих слоев алюминия и/или меди и диэлектрического материала, имеющего нанопористую структуру. Именно этот слой диэлектрика с высокой теплопроводностью и определяет значительные конкурентные преимущества печатных плат РУСАЛОКС по сравнению с изделиями, созданными по традиционной технологии.
Применение алюмооксидной технологии позволяет увеличить количество устанавливаемых диодов на платах аналогичных размеров, сохраняя требуемую температуру и производительность.
Возможности алюмооксидной технологии следующие: можно проводить монтаж SMD-компонентов как на изолированный проводник, так и на алюминиевое основание, а монтаж PTH-компонентов (plated through hole) – в изолированное отверстие и на алюминиевое основание. Переходные отверстия в слоях создаются через изолированные отверстия.
Выступление Василия Ивановича Туева, д.т.н., директора НИИ светодиодных технологий, зав. кафедрой "Радиоэлектронные технологии и экологический мониторинг" Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) было посвящено результатам применения аддитивной технологии изготовления электролюминесцирующих устройств. Это проект по разработке базовых операций печатной технологии нанесения органических материалов. Его цель – создать в России собственную технологию принтерной печати органических светоизлучающих диодов, или диодов, способных самостоятельно излучать свет. Работа – уникальная не только в нашей стране, но и за рубежом, направлена на создание альтернативной технологии изготовления с использованием органических материалов радиоэлектронных устройств (дисплеев, СВЧ-схем, радиочастотных меток).
Органическая электроника позволяет получить более качественное изображение дисплея, с большей яркостью и контрастностью изображения. Еще одним достоинством продуктов органической электроники является возможность их изготовления на гибком основании. Технология принтерной печати, считающаяся наиболее перспективной в мировом сообществе, существенно упрощает, а значит, и удешевляет производственный процесс
В ТУСУР разработаны высокоэффективные и надежные полупроводниковые источники света и организовано их серийное производство. Световая отдача полученных органических светодиодов – 160 лм/Вт. Применялись материалы: для печати проводящих пленок – раствор серебросодержащий ANP DGP 40TE-20C, для печати диэлектрических слоев – раствор РММА (Poly(methyl methacrylate)).
Помимо разработки самой технологии, ТУСУР совместно со своими научными и промышленными партнерами (Сибирским физико-техническим институтом (НИТГУ, Томск), НИИПП (Томск), Институтом высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург), компанией SAN (Новосибирск)) работает над созданием и всех необходимых составляющих: специального принтера, нескольких видов "чернил".
По материалам конференции. И. Кокорева
Отзывы читателей
