Fabricación y producción de LEDS
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Fabricación y producción de LEDS

Fabricación y producción de LEDS

La fabricación de  LEDs, al ser semiconductores modernos, no se crean en fábricas tradicionales de luminarias, en su lugar se producen en instalaciones similares a las plantas de la industria electrónica. Su fabricación se basa en procesos de producción y herramientas desarrolladas por la industria electrónica (microchips). La producción del semiconductor depende de materia prima ultra pura.

Para asegurar la consistencia del producto es necesario el “envasado”. Después de la producción, los dispositivos se prueban y agrupan según la amplitud de onda dominante en la potencia de la luz. Este proceso demanda tiempo y por este motivo, suma al costo de producción.

Otra similitud con la industria de los semiconductores, es que la producción de LED depende del uso de gases, algunos tóxicos, en el proceso de producción. Por eso, la seguridad y la prevención de la contaminación dependen de las tecnologías avanzadas de reducción de emisiones y los sistemas de control.

Los LEDs necesitan drivers (controladores electrónicos y conversores/reguladores de energía). Como estos dispositivos son integrales al funcionamiento de la luz LED,  para su fabricación se requieren una alta demanda energética, por lo que debe considerar la huella ecológica de su producción, pero por otro lado, estos componentes son producidos de forma masiva y por lo tanto se beneficien de eficiencias de la producción a gran escala como energía solar térmica, energía solar fotovoltaica, calderas de biomasa, aerotermia o bombas de calor geotérmica.

La producción

Los LEDs se producen a partir de una variedad de químicos semiconductores.

Los diodos consisten de dos capas de cristal, cada una formada por dos de tres elementos. Las combinaciones más comunes incluyen InGaAlP (Indio Galio Aluminio Fosfuro), AlGaAs (Arseniuro de galio y aluminio), AlGaP (Fosfuro de aluminio y galio), GaN (Nitruro de Indio y Galio), con una variedad de otros combinaciones que se utilizan para aplicaciones especiales. Estas capas crecen principalmente en un zafiro de un solo cristal o en un sustrato de carburo de silicio. Las investigaciones han progresado con la finalidad de superar los desafíos técnicos asociados con el uso de otros materiales de sustrato de bajo costo (Semiconductor International 2007). Una variedad de otras capas, dopantes y materiales (como cables muy finos) normalmente se incluyen en la construcción final del diodo.

Para obtener luz blanca de un único LED, se usa un fósforo combinado con un LED azul o UV. Hay una gran variedad de fósforos disponibles. Normalmente, estos son compuestos de tierras poco comunes o metales de transición. El fósforo generalmente está incrustado en la cubierta epoxy que encapsula al semiconductor, protegiéndola y actuando como un sistema primario de óptica (lente) para la emisión de luz.

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Los LEDs no contienen mercurio. Mientras que una gran variedad de elementos y compuestos se utilizan en la construcción del LED, la cubierta dura externa y la naturaleza de estado sólido del dispositivo protegen al usuario de cualquier tipo de amenaza toxicológica durante su uso. Como con cualquier otra faceta de la tecnología de los semiconductores, el proceso que involucra a la generación de luz por semiconductor ocurre a escala atómica (cuántica). Por ello la investigación a nano-escala es esencial para mejorar estos dispositivos. En algunos casos esto sólo involucra la consideración de características estructurales. En otros, sin embargo, se conciben productos discretos a nano escala (Allsopp et al 2007 & Jia 2007).

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