Что нужно для производства светодиодных кристаллов

Как делают светодиоды

Уже в 2007 году, в одном из докладов на пекинской конференции Международной Комиссии по Освещению, была особо отмечена важность экономичности и экологичности как уже используемых, так и еще только разрабатываемых, более совершенных светотехнических изделий.

Первоочередной акцент был сделан докладчиками на более рациональное и эффективное использование света. И это вовсе не было призывом как-то уменьшать освещенность. В качестве одного из важнейших шагов к данной цели выделяется разработка и внедрение энергетически более эффективных и экологически безопасных источников света — светодиодов.

Высокотехнологичная отрасль

Светодиоды — это полупроводниковые электротехнические изделия, предназначенные для получения света благодаря проходящему через p-n-переход электрическому току. Но ведь не каждый p-n-переход излучает свет.

Чтобы получить свет от полупроводника, необходимо соблюсти определенные условия: запрещенная зона перехода на полупроводнике должна иметь такую ширину, чтобы энергия получаемых квантов оказалась близка к энергии квантов света видимого диапазона, при этом вероятность излучения в процессе рекомбинации электронно-дырочных пар должна получиться высокой.

Для соблюдения названных условий, изготавливаемый кристалл должен иметь минимум дефектов, приводящих к рекомбинации электронов с дырками без излучения. Этого достичь не просто, одного p-n-перехода будет недостаточно, приходится создавать многослойные полупроводниковые структуры — гетероструктуры, положившие, кстати, в свое время начало новому этапу на пути развития технологии производства светоизлучающих диодов.

Создание светодиодов сопряжено с определенными препятствиями, ведь эта светотехническая отрасль все время развивается, и определенных устоявшихся регламентов в ней до сих пор не существует.

Процесс производства светодиодов, а также способы их непосредственной эксплуатации, до сих пор не подчиняются каким-то общим документам, поэтому каждый крупный производитель вырабатывает собственные принципы отбора надлежащей продукции.

Международных соглашений нет. И даже несмотря на то, что за последние годы уже достигнуты некоторые очень позитивные результаты, единых требований к led-технике по-прежнему не выработано. И сейчас вы все поймете, поскольку далее мы рассмотрим поэтапно технологию производства светодиодов.

Формирование кристалла

Кристалл светодиода выращивается. Ключевой процесс во всей этой цепочке называется металлоорганической эпитаксией, при которой реализуется ориентированный эпитаксиальный рост кристалла на подложке.

Полупроводник выращивается путем термического пиролиза (разложения) металлорганических соединений, в которых содержатся нужные химические элементы. Тут обязательно присутствие чистых газов, наличие которых обеспечивается современными установками.

Выращиваемый слой должен иметь определенную толщину, которая контролируется в ходе процесса эпитаксии. При этом структура на поверхности подложки должна получиться однородной.

Надежные и качественные установки для осуществления эпитаксиального роста стоят очень дорого, а процесс получения материалов высокого качества для производства качественных светодиодов длится не один год.

Изготовление чипов

Для получения чипа, выращенный на подложке кристалл подвергают травлению, затем создают контакты и нарезают полученный образец на кусочки. Это называется «планарная обработка пленок». Одну целую пленку разрезают на тысячи маленьких чипов.

Сортировка чипов

Сортировка нарезанных чипов называется биннированием. Бины — это группы. Сортировка очень важна, но о ней часто забывают, разбирая процесс создания светодиодов.

Суть в том, что при любом производстве важно произвести отбор качественной продукции, а также отсортировать продукт по параметрам, по определенным критериям, что особенно важно для светодиодов. На стадиях эпитаксии, и после нарезки, невозможно получить тысячи абсолютно идентичных по характеристикам кристаллов (чипов).

Так или иначе их характеристики будут разниться, и окажутся в некотором достаточно широком диапазоне параметров. Именно поэтому чипы необходимо отсортировать по характеристикам в группы (бины), чтобы в каждой группе были чипы с определенным значением какого-то параметра, подходящие под требования диапазона той или иной группы: по длине волны, по напряжению, по световому потоку и т. д.

В результате биннирования светодиоды будут разделены по областям применения и даже по наименованиям. Одни пойдут на одни цели, другие — на другие. Круг потребителей продукта расширится.

Почти готовый светодиод

Непосредственно готовый светодиод получается на заключительном этапе технологической цепочки. Здесь создается корпус будущего источника света, припаиваются выводы, подбирается подходящий люминофор. Выбирается оптическая система, форма и параметры линзы.

Линзы изготавливают из различных материалов (эпоксидная смола, пластик, силикон). В зависимости от требований выбирают материал оптической системы. Требования очень широки, ведь именно оптическая система будет играть решающую роль в том, как будет направлен световой поток, каким будет телесный угол и т. д.

Особенности линз

Линзы должны быть по возможности максимально прозрачными, пропускать свет во всем видимом диапазоне. При этом линза должна хорошо приклеиться к материалу печатной платы, быть термостабильной на протяжении всего срока службы. Это значит, что линза не должна пострадать от излучения кристалла и химического воздействия люминофора, если он применен.

Процесс производства светодиодов на заводе ОПТОГАН:

Светодиоды

Светодиоды не зря считаются лучшими источниками света. Они отличаются малой потребляемой мощностью, отсутствием вредных компонентов, таких как ртуть, безопасным напряжением питания, высокой надежностью, компактностью и другими полезными качествами.

Именно светодиоды позволяют строить системы освещения и осветительные приборы самых разных форм и размеров, при этом высокого качества: прожекторы, светодиодные ленты, светильники, лампы, панели и т. д.

Неоспоримо одно — светодиодное направление в светотехнической отрасли динамично развивается во всем мире. Технология является предметом внимания высококлассных специалистов и ученых из многих стран. В ближайшем будущем однозначно будут достигнуты еще более впечатляющие показатели.

Смотрите также по этой теме:

Производство светодиодов как бизнес: перечень оборудования, описание технологии производства, нюансы организации дела

Светодиодные лампы и светильники стремительно завоевывают лидирующие позиции на рынке осветительных приборов. Несмотря на относительно высокую стоимость, они пользуются высоким спросом у потребителей, поскольку не только обеспечивают экономию электроэнергии, но и значительно улучшают качество освещения, а также позволяют реализовывать уникальные дизайнерские решения в интерьере. В России производство светодиодов только набирает обороты, но из-за слишком высокого порога вхождении и очень сложной технологии такой бизнес доступен далеко не каждому. Поэтому для организации собственного предприятия больше подходит производство светодиодных ламп и светильников неполного цикла с использованием уже готовых чипов.

Особенности продукции

Полный цикл производства светодиодов начинается с выращивания кристаллов. Именно этот процесс является наиболее сложным и дорогостоящим в реализации. Основные трудности связаны с необходимостью решения следующих задач:

• приобретения оборудования, которое стоит миллионы долларов;
• найма высококвалифицированных специалистов узкой специализации с высокой оплатой их труда;
• создания соответствующих условий для роста кристаллов (в первую очередь – абсолютной чистоты).

При этом длительность роста кристаллов до достижения необходимых параметров будет составлять несколько лет. Кроме того, существует еще много тонкостей данной технологии, которые тщательно скрываются каждым производителем. Поэтому о производстве светодиодов с нуля можно говорить только в общих чертах.

В цехе по изготовлению корпусов и сборке готовых изделий нужно обустроить качественную вентиляцию. Все зоны должны иметь необходимые системы коммуникаций – водопровод, канализацию, отопление.

Требований к месторасположению предприятия нет. Производство не относится к вредным, поэтому может находиться в черте города. Наиболее выгодным считается расположение в промышленной зоне или на окраине, где найти подходящее помещение проще, а арендная плата будет меньше. При этом следует учитывать хорошую транспортную доступность, наличие удобного подъезда и стоянки для автомобилей.

Для предприятия с одной производственной линией, выпускающей в среднем 1000 светодиодов за смену, потребуется штат из 10 сотрудников:

• бухгалтер;
• менеджер по поставкам и сбыту;
• технолог;
• инженеры-светотехники – 2 человека;
• специалисты в сборочный цех – 2 человека;
• разнорабочие – 2 человека;
• уборщица.

Вопрос подбора кадров в данной отрасли стоит достаточно остро, поскольку уникальная и довольно сложная технология требует наличия высококвалифицированных инженеров-светотехников. На сегодняшний день это достаточно редкая профессия, поэтому подбирать необходимых специалистов рекомендуется среди выпускников учебных заведений соответствующего профиля. В России такой подготовкой занимаются несколько ВУЗов, в том числе:

1. Кафедра светодиодных технологий и оптоэлектроники (СТО) университета ИТМО, г. Санкт-Петербург.
2. Кафедра оптоэлектроники, ГЭУ «ЛЭТИ» им. В. Ульянова, г. Санкт-Петербург;
3. Кафедра фотоники диэлектриков и полупроводников, ФТИ им. Иоффе, г. Санкт-Петербург.
4. Кафедра светотехники Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова (ИРЭ), г. Москва.
5. Светотехнический факультет МГУ им. Огарева, г. Саранск.
6. Кафедра Промышленной электроники и Светотехники МЭИ ТУ, г. Москва.

С наймом остального персонала проблем не будет. Должность директора может выполнять учредитель ООО.

Технологическая линия для изготовления светодиодов из готовых чипов с последующей сборкой готовых изделий включает:

• автоматический станок для монтирования полупроводниковых элементов;
• паяльное оборудование;
• проверочный стенд для контроля качества светодиодов.

Если на предприятии планируется самостоятельное изготовление корпусов, то дополнительно потребуется:

• штамповочная машина;
• устройство по изготовлению корпусов светильников;
• печь для переплавления;
• другие установки в зависимости от типа выпускаемых приборов.

Совмещение столь разных технологий потребует не только слишком больших финансовых вложений, но и создания сложнейшей производственной инфраструктуры, поэтому для начинающих предпринимателей тоже не подходит. Стартовать лучше всего с производства светодиодных изделий из покупного сырья, а по мере развития бизнеса можно будет расшириться до предприятия более полного цикла.

Покупать весь комплект оборудования следует у одного производителя. Самой доступной по стоимости является китайская техника, но если позволяют средства, то лучше приобретать американскую или швейцарскую. Китайская продается на Alibaba.

Технология производства светодиодов + Видео как делают

Сырье и материалы

Исходным сырьем для производства светодиодов служат следующие материалы:

• подложка из кристалла (чаще всего искусственного сапфира);
• алюминиевые платы;
• драйверы;
• корпуса;
• силиконовые, пластиковые или стеклянные линзы;
• люминофор.

Наиболее доступные цены предлагают китайские поставщики. Материалы из Японии будут намного дороже, но и качественнее. Если получится наладить связи, то выгоднее всего делать закупки у российских производителей. Но они, как правило, используют его для собственного производства.

Описание процесса

Технологический процесс производства светодиодов состоит из следующих этапов:

1. Формирование чипов. Подложка из кристалла подвергается пиролизу в герметичной камере, наполненной специальной газовой смесью, в процессе которого на ней нарастает тончайшая кристаллическая пленка. На эту пленку напыляют контакты, а затем ее разделяют на чипы.
2. Сортировка. Полученные чипы очень разнятся между собой по множеству параметров, но сортируются только по трем из них – длине волны, напряжению и мощности. Этот процесс называется «бинированием» и по своей сути представляет разделение всех чипов на «бины», то есть группы с одинаковыми параметрами.
3. Сборка изделий. В завершение из трех элементов ‒ корпуса, чипов и линзы – собирается готовый светодиод. Иногда в него добавляется люминофор – светонакопительный пигмент или светящийся в темноте порошок, аналогичный фосфору.
4. Готовый светодиод проверяется на работоспособность на контрольно-испытательном стенде.

При использовании неполного цикла производства технологический процесс начинается с третьего этапа, минуя первые два. Крепление заготовок на плату с элементами электропитания (драйверами) выполняется с помощью паяльника. Затем плата монтируется в корпус и собирается светильник. После испытания готовые изделия упаковываются и отправляются на склад.

Еще одно полезное видео:

Юридическое оформление

Учитывая крупные масштабы производства, при государственной регистрации бизнеса необходимо оформлять ООО, АО. Для этого в инспекцию ФНС подают заявление, указав в нем код ОКВЭД 27.40, который разрешает осуществлять деятельность по производству осветительного оборудования.

К заявлению прилагают:

• паспорта, ИНН учредителей (оригиналы с ксерокопиями);
• учредительные документы (оригиналы, копии);
• квитанцию об уплаченной пошлине (4000 рублей);
• правоустанавливающий документ на недвижимость по указанному юридическому адресу.

Пакет документов можно отнести лично, отправить заказным письмом или через официального поручителя. Также есть вариант самостоятельной регистрации на Едином портале Госуслуг, при котором госпошлину уплачивать не требуется и квитанция не нужна.

Также следует подать уведомление о переходе на выбранный режим налогообложения. Для ООО оптимально подойдет УСН со ставкой 15% от прибыли.

Получать лицензию или специальное разрешение не требуется. Но при организации производства необходимо учитывать положения следующих нормативных актов:

• ГОСТ Р 54350-2011 – с требованиями к осветительным приборам;
• СП 52.13330.2011 (СНиП 23-05-95) – по искусственному освещению;
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585-2010 – с санитарными нормами искусственного освещения.

В соответствии с Техническими регламентами Таможенного Союза 004/2011 и 020/2011 определенные категории светотехники подлежат обязательной сертификации. Исключениям являются только светодиодные приборы, работающие от батареек. Требования указанных регламентов касаются производства следующих осветительных приборов:

• общего назначения;
• устанавливаемых в грунт;
• аквариумных;
• прожекторного типа;
• гирлянд;
• световой индикации.

На медицинскую светотехнику, уличные фонари и лампы оформляется декларация соответствия.

Чтобы пройти сертификацию, образцы светодиодов должны соответствовать установленным параметрам в зависимости от условий эксплуатации. Процедура проводится по схеме 1с, 3с или 4с. Испытания выполняются в аккредитованной лаборатории в соответствии с отраслевым ГОСТ.

При использовании схемы 1с дополнительно проверяется состояние производства, включая инфраструктуру, кадровый состав, документацию, технологическое оборудование, состояние входного и внутреннего контроля, условия хранения готовых светодиодов.

Декларация соответствия на медицинскую светотехнику выдается на основании свидетельства Росздравнадзора и СМК. Сертификация менеджмента качества – еще одна процедура, которая проводится с целью подтверждения соответствия системы менеджмента предприятия требованиям стандартов ИСО 9001 (ISO 9001).

Сертификация светодиодной продукции проводится в аккредитованных испытательных центрах. Перечень необходимых документов может отличаться в разных регионах. В любом случае потребуются характеристики товара и протоколы испытаний независимой лаборатории.

Каналы сбыта продукции

Целевыми покупателями светодиодных изделий могут стать:

• оптовые базы светотехнического оборудования;
• гипермаркеты стройматериалов и электроники;
• крупные предприятия, учреждения, организации, компании;
• городские коммунальные службы.

Налаживать контакты с потенциальными крупно-оптовыми закупщиками нужно путем личных встреч и конкретных предложений. При этом необходимо продумать ценовую политику и маркетинговую стратегию, чтобы сотрудничество было взаимовыгодным. Поскольку большой конкуренции в данной сфере пока нет, то главный упор нужно делать на преимущество светодиодов ‒ экономию электроэнергии и долговечность эксплуатации.

Рекламно-маркетинговая кампания

Помимо работы с представителями крупного бизнеса, необходимо использовать все возможности для привлечения розничного сектора. Для этого следует организовать хорошую рекламную кампанию, используя следующие инструменты:

• большое светодиодное табло, установленное в центральной части города и показывающее «товар лицом»;
• публикации в профильных периодических изданиях;
• объявления в местных СМИ;
• распространение листовок и буклетов в местах скопления целевой аудитории;
• участие в профессиональных мероприятиях;
• разработку собственного сайта с полной информацией о продукции и компании;
• активное продвижение в сети интернет с использованием контекстной, баннерной и другой онлайн-рекламы;
• рассылку коммерческих предложений.

Желательно, чтобы рекламную кампанию организовывал профессиональный маркетолог. Его не обязательно нанимать в штат – можно взять через аутсорсинг или заказать услуги в рекламном агентстве.

Краткий финансовый план

На открытие предприятия по выпуску светодиодов и ламп из них могут быть затрачены очень разные суммы, которые зависят от выбранного формата и масштаба бизнеса. Для примера приводится финансовый план на организацию производства неполного (короткого) цикла с использованием указанного выше оборудования (из одной технологической линии мощностью 1000 изделий за смену) и штатного расписания (10 сотрудников).

Стартовые инвестиции

Основную часть первоначальных вложений надо будет потратить на закупку оборудования. В данном случае его стоимость составит:

Производство светодиодных светильников

В России существует огромное количество заводов и производственных мини-цехов. Они покрывают большую часть спроса у населения. Однако есть узкие направления, в которых нет серьёзной конкуренции. Например, в производстве светодиодных светильников. Почти все ламы поступают из Китая. Они не всегда обладают нужным уровнем качества. Этот минус импортных изделий можно повернуть как плюс, для собственного бизнеса.

Организационный план

Первое, что нужно сделать – расписать все шаги на бумаге. Для организации бизнеса по производству и сбыту готовой светодиодной продукции потребуется от 500 000 до 1 млн. долл. США. Конечная сумма будет зависеть от ряда факторов:

• региона производства и конечной стоимости арендной платы за помещение;
• объемов выпуска готовой продукции;
• места закупки сырья;
• стоимость доставки оборудования до цеха;
• среднего уровня заработной платы по региону;
• наличия или отсутствия собственного отдела продаж.

Средняя окупаемость бизнеса по производству светодиодов занимает от 1 до 2 лет. Важно учесть, что с ростом производительности цеха, будет увеличиваться количество рабочего персонала. Как следствие, вам потребуется больший фонд заработной платы.

Если все производственные и бизнес-процессы правильно налажены, то подобное производство может приносить доход от 20% до 30% с оборота, с учетом вычета налогов и прочих расходов. Для ведения деятельности потребуется официальное оформление в налоговых органах. Также потребуется получить необходимые сертификаты на производство.

Юридическое оформление и сертификация

Для регистрации бизнеса достаточно оформиться в качестве индивидуального предпринимателя (ИП). Это уровень для небольшого предприятия или цеха, если вы планируете заниматься поставками светодиодов в свой регион или работать с несколькими крупными контрагентами.

Выход на федеральный масштаб возможен только в случае регистрации юридического лица. В случае производства светодиодной продукции можно оформить «ООО» (Общество с ограниченной ответственностью). Однако не стоит забывать, что с 2017 года часть рисков несет на себе учредитель организации. Поэтому важно четко просчитать бизнес-план на 2-3 года вперед, во всех возможных сценариях.

Лучше всего сразу же регистрировать компанию с большим уставным капиталом, так как это даст больше возможностей для работы с разными компаниями и оптовыми поставщиками. Для этого потребуется собрать документацию, с которой вы пойдете в налоговый орган:

• Заявление по форме Р11001;
• Заявление (решение) основного учредителя о создании Общества с ограниченной ответственностью. В случае, если учредителей несколько человек, потребуется составить протокол собрания участников;
• Устав;
• Квитанции об оплате государственной пошлины.

Также вам потребуется заплатить: госпошлину (4 000 руб.), уставной капитал (от 10 000 руб.), услуги нотариуса, создание печати компании (от 2000 руб.), открытие расчетного счета в банке (в среднем от 10 000 руб.).

В налоговом органе организации присвоят ОКВЭД для ведения деятельности. В случае производства светодиодных изделий — это №27.4. После прохождения регистрации в налоговой службе, необходимо подать обращение в пожарную и санэпидем службу. Надзорные органы должны выдать разрешения на цех или рабочее помещение, где будет происходить сборка готовой продукции.

Светодиодные изделия — это довольно новый продукт, даже в мировых масштабах. До сих пор нет единого стандарта и сертификата, который подтверждал бы соответствие ламп каким-либо нормам и требования. По большому счету, сам производитель выставляет стандарты качества и контролирует их выполнение.

Однако на территории РФ светодиоды являются продукцией, которая подлежит обязательной сертификации. Наличие такого сертификата подтверждает, что ваши изделия отвечают нормам безопасности, а также энергопотребления. Его можно получить в региональном аккредитованном Госстандартом сертификационном органе. Конкретный перечень документов на получение сертификата нужно узнавать в данной структуре. Наверняка вам потребуются протоколы испытаний продукции от независимых экспертных организаций и точные характеристики изделий.

Прохождение всех регистрационных и сертификационных шагов обойдется в 2-5 тыс. долл. США.

Поиск помещения под цех

Производственные мощности можно расположить в рабочем или производственном квартале, чтобы сэкономить деньги на аренде помещения. Средний цех по сборке светодиодных ламп должен быть не менее 300 м/кв. В нем будет работать довольно большое количество персонала, поэтому не стоит экономить на пространстве. В помещении должна быть установлена хорошая вытяжка и свет. Также нужно следить за частой и стерильностью. Особенно в рабочих зонах сборки готовых модулей. В противном случае вы будете получать много брака.

Если вы планируете продавать продукцию самостоятельно, вам потребуется отдельное помещение под отдел продаж. Его можно совместить с офисным блоком, где будет располагаться непосредственно кабинет директора, бухгалтера, а также прочих специалистов. Для отгрузки и хранения готовой продукции стоит организовать складское помещение. Оно должно находиться на одной территории с производственным цехом. Это снимет финансовую и логистическую нагрузку. Также стоит позаботиться о подъездных путях и парковке на несколько автомобилей.

Подбор кадров

Количество работников и уровень их специализации зависит напрямую от производимой продукции, а также от автоматизации линии сборки:

• Для небольшой производственной линии до 5 000 ламп/сутки вам потребуется 6 работников в цеху, главный технолог, фасовщик и грузчик. Сбыт продукции обеспечит небольшой штат менеджеров до 3 человек. Хозяйственную деятельность закроет менеджер по закупкам, а также бухгалтер. На ранних этапах работы все производственные и финансовые дела можно контролировать лично. С развитием бизнеса можно нанять финансового директора, который будет отвечать за «текучку» дел на предприятии.

• Большие производственные мощности нужны полноценным линиям по сборке светодиодных ламп. Готовые решения можно найти в Китае или Малайзии. Для обеспечения работы такого цеха потребуется большое количество рабочих, так как сборка готовой продукции на 80% состоит из ручного труда.

Стоит понимать, что оборотные средства, в лучшем случае, появятся только на 2-3 месяц вашей деятельности. До этого момента нужно иметь запас денежных средств на выдачу заработной платы всем сотрудникам.

Технология производства

Производство светодиодной продукции можно разделить на несколько технологических этапов:

1. Разработка и выращивание кристаллов и эпитаксиальных пластин (чипов). Это наукоемкий процесс. Делать с нуля цех по производству чипов невыгодно и нецелесообразно. В России существовала всего одна компания, которая занималась подобным видом деятельности (Светлана-Оптоэлектроника). Однако с 2017 она признана банкротом. Готовые чипы лучше всего покупать за рубежом.
2. Сборка светодиодных модулей. Готовые чипы подают в виде пластин на липкой ленте на небольшой станок. Оптический датчик калибрует годные элементы, а электрический нож делает рез нужной величины. Готовые элементы закрепляют на плате электропитания при помощи клея. Здесь же происходит пайка контактной группы электронной схемы и чипа. Последний этап сборки — установка платы с кристаллом в колбу лампы.
3. Контроль качества. Этот технологический этап проходит сквозь все этапы. Первоначально проверяется годность сырья. Вторым этапом сверяется качество пайки и сборки кристалла с электронной схемой. Последний шаг – проверка уже собранной лампы на мерцание, уровень и количество выдаваемого света, наличия механических или иных дефектов.
4. Упаковка готовой продукции. Коробки и прочую бумажную продукцию выгоднее всего заказывать в типографии.

Практически 50% стоимости готового светодиодного светильника составляет сам кристалл, который придется покупать за рубежом.

Сырье и материалы

Выращивание кристаллов – довольно затратная деятельность. Поэтому их проще и выгодней покупать у таких поставщиков как: Bridgelux, Chimei, Cree Epistar. Лучше всего выйти на заводы напрямую и покупать у них чипы большими партиями по выгодной цене.

Схемы и колбы можно заказывать у местных производителей. Однако для снижения себестоимости продукции стоит рассмотреть китайские заводы. Даже с учетом таможни и прочих сборов, их продукция может стать дешевле. Это важно учесть на первых порах развития бизнеса.

Описание процесса

Производственный процесс можно разделить на три отдельных компонента:

1. Сборка готовых модулей. Небольшая линия, где будут вырезать чипы из ленты и спаивать их с электронной платой. На этом участке можно организовать две рабочих зоны: вырезки и пайки. Количество работников зависит от объемов выпускаемой продукции.
2. Сборка ламп. Установка готовых модулей в колбы ламп. Здесь можно поставить одного работника.
3. Упаковка. Полученные лампы устанавливают в специальную подложку и упаковывают в картонный бокс.

Кроме этого, во всем процессе должен участвовать человек, который будет проверять качество сборки на каждом этапе. Это может быть отдельно взятый специалист, либо работник, который осуществляет сборку или упаковку.

Оборудование и комплектующие

Даже минимальная производственная линия до 5 000 ламп/сутки должна включать в себя автоматические установки для сборки готовой продукции. Основные траты на оборудование и комплектующие:

• автомат для монтажа полупроводниковых элементов — от 1 400 000 руб.;
• профессиональное паяльное оборудование — от 1 000 руб/шт;
• проверочный стенд готовых модулей и ламп — от 5000 руб.;
• рабочие верстаки — от 10 000 руб/шт. минимум 3-4 стола;
• стулья и мелкие расходы — 10 000 — 15 000 руб;
• стеллажи для хранения готовой продукции — 50 000 — 100 000 руб.

В отдел сбыта также потребуется закупить компьютеры, оргтехнику и мебель. Это дополнительные 150 000 — 350 000 рублей, в зависимости от размера отдела продаж.

Реклама и сбыт

Первую партию можно реализовать с небольшой наценкой на местных строительных рынках, а также в близлежащих городах. Ваши менеджеры по продажам могут работать напрямую с магазинами, которые продают светильники и лампы. Таким образом, вы покроете первичные расходы и немного заработаете. Это работа на первые две недели.

Параллельно с этим можно разместить объявления об оптовой продаже светильников на B2B интернет-площадках. К концу первого месяца ваши менеджеры должны разослать КП во все крупные торговые сети. Также стоит подготовить отдельные предложения для основных дистрибьюторов световой техники. Возможно, на первых порах придется искать сбыт через личные контакты и встречи.

Со второго месяца нужно подготовить собственную площадку в интернете, через которую можно будет собирать заявки на оптовую продажу. Также можно подключить рекламу в Яндексе и Google. Рекомендуем посмотреть существующих производителей светильников и произвести конкурентную разведку.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во Вконтакте.

Инвестиции в нанотехнологии: как начать производство светодиодов?

Светодиод – слово достаточно новое, ведь эта технология возникла сравнительно недавно. Многие могут подумать, что высокотехнологичное производство светодиодов требует немалых инвестиций в оборудование, в высококвалифицированный персонал, в правильно оборудованный цех и так далее. И многие окажутся правы — выпуск светодиодных ламп не удастся начать с маленьким бюджетом.

Из этого следует, что масштаб производства также должен быть соответствующим. Маленькие объемы будут просто не в состоянии покрыть все фиксированные издержки. К счастью, этот рынок год из года показывает здоровый рост, а конкуренция в этой сфере по-прежнему не перенасыщена. Всё это увеличивает ваши шансы на успех в случае, если вы решите открыть такой бизнес.

Как организовать производство светодиодов

Итак, для того, чтобы открыть предприятие по выпуску светодиодов, потребуется много денег. В среднем вам понадобится сумма в $3.000.000 — $15.000.000. На что именно требуются средства, будет расписано ниже. Конкретная же цифра зависит от таких факторов как:

• Город или регион, где вы планируете начать выпуск продукции (стоимость аренды помещения);
• Цены на материалы в этом регионе;
• Стоимость доставки оборудования для производства светодиодов;
• Масштабы выпуска и др.

Окупаемость такого производства обычно равна 1-2 годам. После этого срока, такое предприятие приносит ощутимый доход в 20-30% с учетом всех налогов и прочих выплат. Если такие цифры вас не отталкивают, рассмотрим, что потребуется для начала производства (кроме упорства и трудолюбия, разумеется).

Оборудование для производства светодиодов

Именно оборудование, пожалуй, является самой большой статьей расхода. Чтоб вы понимали, речь не пойдет о полном цикле производства светодиодов с нуля.

Дело в том, что первый и ключевой этап полного цикла производства – это выращивание кристаллов.

Этот процесс крайне проблематично осуществить в нашей стране, судите сами:

• Оборудование, на котором выращивают кристаллы, стоит 7-20 млн. долларов;
• Для того, чтобы процесс был успешным нужен целый штат высококвалифицированных и высокооплачиваемых инженеров;
• Очень сложно создать достаточно чистые условия, в которых кристаллы растут;
• Кристаллы необходимо выращивать многие годы, прежде чем будут получены приемлемые результаты.

Именно поэтому вариант по сборке светодиодов более приемлемый: нет огромных сроков окупаемости, гораздо ниже издержки.

В типичную линию по производству светодиодов входят следующие элементы:

• Измерительное оборудование для тестирования светодиодов, а также готовой продукции (ламп, трубок и т.д.);
• Оборудование для сборки светодиодных ламп;
• Другое, сопутствующее оборудование.

Одна такая линия может стоить от $400.000 до $2.000.000. В зависимости от объемов выпуска вам может понадобиться до 5-6 линий.

Совет: оборудование для производства светодиодов лучше покупать у одного производителя. Дешевле всего подобные агрегаты будет купить в Китае. Также есть американские, швейцарские и др. производители.

Помещение под цех

Для производства светодиодов подойдет складское помещение, однако, его будет необходимо существенно переоборудовать. Дело в том, что линия по сборке светодиодов должна сохраняться в идеальной чистоте, а добиться этого порой очень непросто. Кроме того, помещение должно быть достаточно просторным, чтобы поместилось всё необходимое оборудование.

Итак, под небольшую фабрику по производству светодиодов потребуется помещения общей площадью в 300-2000 м 2 .

Вам вряд ли удастся найти помещение, где уже производили светодиоды, поэтому переоборудование помещений обойдется вам в $20.000-$50.000.

Рабочая сила

Поиск квалифицированного персонала – еще одна существенная трудность. Чтобы выпускать одну-две тысячи лампочек в день, вам потребуется главный технолог и 3-6 инженеров. Также нужны и непроизводственные сотрудники, например, бухгалтер, обслуживающий персонал, работники в отделы закупок, сбыта и маркетинга.

Если же объемы выпуска планируются бóльшие (например, 10.000-20.000 светодиодных ламп в день), то количество работников можно смело умножать на два.

Итак, общие расходы на персонал — $25.000-$50.000 в месяц.

Сырье

В мире много фирм, которые производят чипы для светодиодных ламп: Bridgelux, Chimei, Cree Epistar, а также российская Светлана-Оптоэлектроника. Сырье (светодиоды) – это примерно 40-50% от цены готового изделия (светодиодной лампы или трубки).

Сертификация

Как уже было отмечено, светодиоды появились на рынке сравнительно недавно. До сих пор не существует установленных международных стандартов качества относительно этой продукции. Во многом именно производитель сам устанавливает такие стандарты для своей продукции.

При этом, светодиодные лампы являются продукцией, подлежащей обязательному сертифицированию. Сертификат соответствия гарантирует, что ваша продукция – это действительно светодиоды, отвечающие нормам безопасности и энергопотребления.

Сертификат можно получить в аккредитованном Госстандартом сертификационном органе. В каждом субъекте есть несколько таких территориальных органов. Точный перечень документов, необходимых для подачи заявки на сертификат лучше уточнить в конкретном учреждении. Помимо всего прочего нужно будет представить характеристики продукции и протоколы испытаний от независимой экспертной организации.

Вместе стоимость всех процедур может обойтись в круглую сумма в $2.000-$5.000.

Процесс производства светодиодов

Процесс создания светодиодов крайне трудоемкий и требует соблюдения многих технических требований. Условно его можно разбить на 3 последовательных этапа:

1-ый этап: Создание чипов из кристаллов

Слой выращенных кристаллов называют пленкой (из-за микроскопической толщины слоя). На этой стадии вся пленка разделяется на тысячи индивидуальных чипов.

2-ой этап: Сортировка чипов

Процесс сортировки чипов называют «биннированием». Всё дело в том, что чипы из одного слоя не являются однородными. Они отличаются по многим параметрам:

• По напряжению;
• По световому потоку;
• По максимальной длине волны излучения и другим параметрам.

Исходя из этих параметров, чипы сортируют на бины (группы). Причем происходит это таким образом, чтобы все чипы в группе были однородными по всем параметрам. Только так можно добиться максимального сходства выпускаемой продукции.

3-ий этап: Создание готовой продукции

Готовая продукция состоит не только из чипов. Важными деталями являются также корпус изделия и линзы; иногда применяется и люминофор. При этом именно оптика (помимо самих чипов, конечно) считается ключевой деталью готового изделия. Есть несколько видов линз, например из силикона или пластика. Главное, чтобы линзы отвечали всем требованиям:

• Максимальная прозрачность;
• Способность пропускать свет во всем диапазоне;
• Устойчивость к высоким и низким температурам;
• Долговечность.

Реклама и сбыт

Основными покупателями светодиодов по-прежнему являются крупные фирмы и предприятия. Спрос диктует условия сбыта в этом бизнесе, поэтому вы должны направить максимум усилий для привлечения именно таких корпоративных клиентов:

• Крупные транспортные предприятия вашего региона (метрополитены, автопарки, РЖД, вокзалы);
• Предприятия, имеющие производственные цехи;
• Городские службы, отвечающие за освещение и иллюминацию в городе;
• Сетевые и розничные хозяйственные магазины;
• Большие предприятия торговли.

Основной акцент в рекламе продукции, безусловно, должен быть сделан на существенную экономию, которую приносят светодиодные лампы, а также на их долговечность.

Даже не смотря на то, что основные ваши клиенты – это другие предприятия, отличным ходом будет громко о себе заявить. Сделайте большую светодиодную рекламу в самом центре города. Так вы покажете «товар лицом» потенциальным покупателям и, без сомнения, привлечете их внимание.

Также можно сдобрить эффект ёмким слоганом, который четко опишет ваши преимущества. Например «эта реклама потребляет электроэнергии на 10 руб. в месяц», или что-то в таком духе.

Технология производства светодиодов

В докладе на открытии 26 конференции Международной Комиссии по Освещению в Пекине было отмечено, что общее направление работы светотехнической научной общественности должно быть направлено на сокращение энергопотребления и уменьшение загрязнения окружающей среды. То есть речь идет не об уменьшении освещённости, а о более рациональном и эффективном использовании освещения. Одним из наиболее перспективных шагов на этом пути, является разработка и использование энергоэкономичных источников света – светодиодов.

Светодиод – полупроводниковый диод, излучающий свет при прохождении тока через p-n–переход. Чтобы p-n-переход излучал свет, должны выполняться следующие два условия. Во-первых, ширина запрещённой зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона, а во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой. Для этого полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу. Реально, чтобы их соблюсти, одного р-n-перехода в кристалле недостаточно. Приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры. Их называют гетероструктуры (именно за изучение гетероструктур академик Алферов получил Нобелевскую премию). Это послужило новым этапом в развитии технологий изготовления светодиодов.

Производство светоизлучающих диодов сталкивается с некоторыми трудностями. Поскольку создание светодиодов — это динамично развивающаяся отрасль светотехнической промышленности, то сложившихся законов и правил их применения пока не существует. Нет нормативной документации, относящейся к процессу производства и использования светодиодов. Каждое крупное производство старается найти свои критерии отбора продукции, но, к сожалению, некаких международных соглашений не существует. Хотя в этом направлении в последнее время ведется активная работа и достигнуты хорошие результаты, надо понимать, что создание единых требований к светодиодной технике – дело не одного года. Чтобы понять, в чем сложность создания подобной документации, следует ознакомиться с технологией производства.

Рассмотрим поэтапно процесс создания светодиодов.

1) Выращивание кристалла.
Здесь главную роль играет такой процесс, как металлоорганическая эпитаксия. Эпитаксия – это ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Эпитаксиальный рост полупроводников (а светодиод – это именно полупроводник) осуществляется методом термического разложения (пиролиза) металлорганических соединений, содержащих необходимые химические элементы. Для такого процесса необходимы особо чистые газы, что предусмотрено в современных установках. Толщины выращиваемых слоев тщательно контролируются. Важно обеспечить однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста доходит до полутора миллионов евро. А процесс наладки получения высококачественных материалов для будущих светодиодов занимает несколько лет.

2) Создание чипа.
На этом этапе имеют место такие процессы, как травление, создание контактов, резка. Весь этот комплекс получил название «планарная обработка пленок». Пленка, выращенная на одной подложке, разделяется на несколько тысяч чипов.

3) Биннирование.
Биннирование (сортировка чипов) – особенно важный процесс производства светодиодов, о котором несправедливо часто забывают упоминать в литературе. Дело в том, что при производстве любой продукции должны соблюдаться некие критерии отбора. Но на вышеописанных стадиях производства светодиода невозможно добиться абсолютного сходства изделий по его характеристикам. Изготовленные чипы изначально имеют характеристики, различающиеся в некотором диапазоне. Чипы сортируют на группы (бины). В каждой группе определённый параметр варьируется в определённых пределах.

Сортировка происходит по:

• длине волны максимума излучения;
• напряжению;
• световому потоку (или осевой силе света) и т. д.

Биннирование, как способ градации светодиодной продукции, находит применение на производстве и, следовательно, в наименовании поставляемой продукции. Оба эти факта делают применение светодиодов доступным для широкого круга пользователей.

4) Создание светодиода.
Создание непосредственно светодиода – это заключительный этап технологической цепочки. Создается корпус будущего источника света, монтируются выводы, подбирается люминофор (если он необходим). Но особо стоит отметить такую важную часть, как оптическую систему (а именно, изготовление линз). Линзы для светодиодов изготавливают из эпоксидной смолы, силикона или пластика. К ним предъявляется широкий спектр требований, т.к. оптическая система светодиода играет большую роль (направляет световой поток светодиода в нужный телесный угол).

• быть максимально прозрачными;
• пропускать свет во всем оптическом диапазоне;
• обладать хорошей клейкостью материала к материалу печатной платы;
• быть температура стабильными;
• обладать высоким сроком службы (что характеризуется к воздействию излучения кристалла и химическому воздействию люминофора, если таковой применен).

Благодаря большому количеству положительных качеств (малой потребляемой мощностью, отсутствию ртути, низкому напряжению питания, высокой надежности, малым габаритам и т.д.), на основе светодиодов создаются разнообразные и высококачественные осветительные светодиодные приборы. Можно долго перечислять различные типы светодиодных светильников: это и прожекторы, и линейные светодиодные светильники, и светильники общего или специального назначения. Однозначно можно сказать, что светодиоды – это динамично развивающиеся источники света. А технология производства светодиодов – сфера деятельности высококлассных мировых специалистов, способных достигать все более высоких результатов.

Источники:

http://electrik.info/main/fakty/1631-kak-delayut-svetodiody.html
http://moybiznes.org/proizvodstvo-svetodiodov
http://fabricators.ru/article/proizvodstvo-svetodiodnyh-svetilnikov
http://vproizvodstvo.ru/idei/proizvodstvo_svetodiodov/
http://www.glcompany.ru/stati/tekhnologiya-proizvodstva-svetodiodov.html