Число самых динамично развивающихся отраслей экономики за последние несколько лет прочно пополнило производство не только самих светодиодов, но и источников света на их основе.
Энергоэффективность таких источников света с лихвой окупает специфические технологические особенности и затраты, которых требует оборудование для производства светодиодов. Потому для многих предприятий это направление становится основным.
Производство светодиодов: какое помещение и оборудование нужно?Нужно будет придерживаться нескольких главных правил, чтобы оборудование для производства светодиодов работало наиболее эффективно.
Светодиодные модули делятся на несколько групп в зависимости от типа конструкции. Группировка осуществляется по:
- исполнению линзы (она может отсутствовать, бывают формованные или монтируемые варианты);
- интерфейсу кристалл-корпус (подкристальная плата отсутствует, либо она есть);
- исполнению кристалла (может быть формы flip-chip или же планарным).
Под технологию поверхностного монтажа, как правило, производится большинство корпусов современных модулей. Исполнение бывает металлокерамическим или металлопластиковым. Кроме того, широкое распространение получила так называемая технология «чип на плате».
Проблемы и особенности производстваЗакупать оборудование для производства светодиодов нужно такое, чтобы оно
позволяло решать несколько основных задач в направлении. Речь идёт о суммарной эффективности светового потока и организации теплоотвода. Тепло изделием выделяется, но не излучается. Потому и возникает необходимость в качественном кондуктивном оборудовании.
На рынок выпущено достаточно много вариантов ламп, доступных для производства по лицензии, так что перестал быть острым вопрос, касающийся доступа к конструкциям светильников. Стандартизация достаточно важна для современных потребителей, потому производители сами стараются применять стандартные разъёмы и цоколи для оборудования общего и квартирного использования.
Производство. Основные этапыМаршрут сборки светодиодов. Укрупнённый вариант
В разы дешевле обходится оборудование, отвечающее за сборку модулей и светильников, немногим меньше года потребуется на запуск, оснащение первого изделия и соблюдение нужных требований относительно, например, smd светодиодов. Не так остро стоит вопрос о нехватке квалифицированных кадров, особенно если сравнить с участком роста эпитаксиальных структур, кристальным производством.
Не важно, какими конструктивными особенностями обладает продукт, определённые операции выполняются в любом случае. Например, герметизация, разделение групповых заготовок, монтаж кристаллов. Так что появляется возможность применить типовой укрупнённый технологический маршрут сборки.
Какие параметры и характеристики критичны?
Монтаж кристаллов – пожалуй, главное направление, на которое стоит обратить больше всего внимания. Он чаще всего осуществляется на токопроводящий или теплопроводящий клей, дальше происходит отверждение. Именно так можно добиться производства качественных led светодиодов. После этого обычно переходят к осуществлению визуального и механического контроля для того, чтобы проверить наличие сдвига.
Монтаж перевёрнутых кристаллов – наиболее технологичная операция. Благодаря ей исчезает необходимость в разварке проволочных выводов. Аппарат для производства светодиодов не один, их нужно несколько для организации полного круга производства.
Автомат монтажа – место, куда непосредственно на кассетах попадают кристаллы в виде скрайбированных и разрезанных пластин на липком носителе. Во всяком случае, если речь идёт о массовом и крупносерийном производстве. С участка входного контроля получается карта годных кристаллов. Остальные просто отбраковываются и выбрасываются либо применяются как расходный материал в других направлениях.
После того как все операции завершены, модели проходят тестирование и довольно строгий отбор по качеству. Вот и ответ на вопрос о том, что нужно для производства светодиодов. Это выгодный бизнес, который обязательно принесёт большой доход. Особенно учитывая практически неограниченный потенциал для увеличения плотности светового потока.
Сегодня практически никто из нас не может и представить жизни без таких привычных для нас вещей как телевизор, телефон и прочее. К этой же категории следует отнести и свет, который производится при помощи лампочек. Изобретение первой лампочки датируется 1838 годом, а её автором был Жан Жобар. Данная лампа в качестве источника накаливания имела уголь, что по крупному счету не отличало её от газовых фонарей и ламп. Уже более усовершенствованная лампа была придумана через три года англичанином Деларю, который изобрел первую лампу накаливания, в которой использовалась спираль. Известным российским физиком Александром Николаевичем Лодыгиным ещё в 1874 году была изобретена отечественная лампа накаливания, в которой использовался угольный стержень в вакууме. Изобретение дало толчок к началу электрификации Российской империи. Специальный план по 100-процентной электрификации страны был представлен в 1913 году, однако, осуществить его будет суждено уже власти большевиков, которая выдаст план за чисто свою идею. Как бы там ни было, к лампочке мы за это время уже сильно привыкли, однако, некоторые вопросы так и остаются до сих пор открытыми, к примеру, – производство ламп накаливания.
Оборудование для производства ламп накаливанияДля производства ламп накаления требуется иметь достаточно современное и качественное оборудование. Главная трудность заключается в работе с газом и вакуумом. Кроме того, для производства вольфрамовой нити требуется специальная машина, которая производит нить с толщиной в 0,4 мкр. Более того, вольфрам – довольно дорогостоящий материал и затраты на этот металл не всегда окупаются одной лишь продажей лампочек. Далее, следует учитывать и производства стекла – колбы. Для этого тоже существуют специальные стеклодувные машины. Процесс создания лампы требует большой точности складывания лампочек. Если процесс выполняется неправильно на одном этапе (изготовления колбы, термального тела или цоколя), то есть все шансы, что такая лампочка не прослужит долго.
Таким образом, производство ламп является процессом, который вот уже более полутора века совершенствуется и упрощается. Сегодня мы имеем несколько видов ламп, в зависимости от их назначения. Совсем недавно в моду начали входить энергосберегающие лампочки, которые имеют более высокий КПД, а также долговечность. Кроме того, яркость такой лампочки в несколько раз превосходит яркость традиционной. Как бы там ни было, но лампа и до сих пор, несмотря на свою простоту, остается чуть ли не единственным изобретением, которое человечеству несет свет!
Технология производства ламп накаливанияЛампа накаления использует эффект нагревания проводника (тела накаливания) во время протекания через него электрического тока. Температура тела накала резко возрастает после включения тока. Во время работы, накаляемое тело излучает электромагнитное тепловое поле в соответствии с законом Планка. Формулировка Планка имеет максимум, положение которого на шкале длин волн зависит от температуры. Этот максимум сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн. Для того чтобы получить видимое излучение, необходимо, чтобы температура накаляемого была составляла несколько тысяч градусов. При температуре 5770 градусов световой эффект равен спектру Солнца. Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света, и тем более “красным” кажется излучение.
В сегодняшнем производстве спиралей для ламп используется вольфрам, который впервые начал использовать наш ученный Лодыгин, о котором мы говорили несколько выше. В обычном воздухе при значительных температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине тело накала помещено в колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивается воздух. Первые колбы изготавливали вакуумными; в настоящее время только лампочки малой мощности (для ламп общего назначения - до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колба более мощной лампочки наполняется инертным газом (аргоном, криптоном или азотом). Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему не только увеличивается срок службы лампы, но и есть возможность повысить температуру тела накаливания, что позволяет повысить коэффициент полезного действия, а также приближает спектр излучения к белому. Газонаполненная лампочка не так быстро будет темнеть за счёт осаждения материала тела накала, в отличии от вакуумной лампы.
Видео как делают лампочки:
Для изготовления нити накаливания, необходимо использовать металл с положительным температурным коэффициентом сопротивления, который позволит только увеличивать сопротивление температуре с её ростом. Такая конструкция производит автоматическую стабилизацию мощности лампы на необходимом уровне при подключении к источнику напряжения (источнику с низким выходным сопротивлением). Это позволит проводить подключение ламп непосредственно к распределительной сети без использования балласта, что выгодно отличает их от газоразрядных лампочек.
Производство светодиодных ламп не требует больших финансовых затрат. Для успешного мини бизнеса не надо покупать дорогостоящее оборудование, вам понадобится только расходный материал, из чего делают лампы и рабочий коллектив. Расходный материал включает в себя: платы, светодиоды, микросхемы, паяльники. Например, в Китае производством ламп могут заниматься как крупные заводы, так и маленькие мастерские.
Организация мини производства светодиодных ламп.
Любой уважающий себя предприниматель начинает свою деятельность с бизнес-плана. Согласно статистике производство светодиодных ламп состоит из: соответствующего помещения, как правило, арендуемое площадью от 300 до 1000 квадратных метров. Обязательное наличие монтажных столов для сборки ламп. Количество сотрудников зависит от объёма производства, их может быть несколько десятков или более сотни рабочих.
Паяльники, олово, канифоль, вентиляторы, шоурум - всё это понадобится в процессе изготовления ламп. Стенд, где проверяется качество изделия. Как на любом предприятии обязательно офис начальника цеха и кабинет директора. Также подсобное помещение - склад для готовой продукции.
Первые 2 года производство будет окупать затраты на открытие данного бизнеса. В производстве светодиодных ламп есть один существенный минус - стоимость рабочей силы. По сравнению с китайцами она у нас завышена. В связи с этим конкуренция с китайскими производителями очень большая, даже если учесть разницу стоимости доставки товара по России или из-за границы, вы всё равно будете им уступать.
|
Сбыт светодиодных ламп.
Не маловажным моментом при мини производстве ламп является целевая аудитория покупателей. Это могут быть мелкие частные потребители, которые избавляются от невыгодных ламп накаливания и переходят на светодиодные лампы. Их преимущество - длительный срок эксплуатации и более полезный свет для глаз.
В роли покупателей данного товара могут выступать и промышленные предприятия. Светодиодные лампы также используют и в радиотехнике. Если бизнес направить на производство бытовых и промышленных ламп, размер прибыли значительно увеличится.
Варианты производства светодиодов.
Процесс производства можно осуществлять двумя способами: первый более затратный, второй экономит расходы. Дело в том, что полный цикл производства влечёт за собой большие финансовые затраты на приобретение оборудования, закупку расходного материала и сырья. Второй способ изготовления ламп заключается в приобретение составляющих элементов и их последующая упаковка.
Производство светодиодных ламп проходит несколькими этапами: процессирование и монтаж чипов, корпусирование и сборка готовых изделий.
Для мини изготовления данного товара вам понадобятся установки штамповки ножек, купола колб. Следует приобрести отколочный автомат, с помощью него осуществляется резка и транспортировка концов трубок. В производстве обязательно понадобится специальная установка, которая вытягивает стеклоизделия, а так же транспортёр с обдувом. Не обойтись вам без газовых печей. Перечисленное оборудование можно приобрести как новое, так и бывшее в употреблении. Второй вариант значительно сэкономит ваши расходы.
Секрет успеха в производстве светодиодных ламп.
Залог успешного бизнеса состоит и в правильно выбранном персонале, это должны быть высококвалифицированные специалисты. Количество сотрудников зависит от объёма производимого товара. Чем больше количества изготовления продукции в день, тем больше должно быть рабочих. Не забудьте, что вашему предприятию понадобятся услуги бухгалтера и маркетолога. Также необходимо организовать отдел сотрудников по закупке расходного материала и реализации товара. Конечно, любое производство не обойдётся от руководящего состава: директор, заместитель директора и другие должности по мере необходимости.
Видео мини производство светодиодных ламп:
 |
| Назад | Вперед - |
|
|
Повышенный интерес инвесторов к светотехнической отрасли за последние пару лет связан с подписанным 23 ноября 2009 года президентом России Д. Медведевым федеральным законом «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Согласно этому закону, с 1 января 2011 года не допускаются к продаже электрические лампы накаливания мощностью свыше 100 Вт, с 1 января 2012 года – с мощностью от 75 Вт, а с 1 января 2014 года под запретом будут лампы накаливания мощностью от 25 Вт. Реализация государственной программы по внедрению энергосберегающего оборудования позволяет прогнозировать быстрый рост спроса на энергосберегающие лампы в ближайшие несколько лет.
К энергосберегающим источникам света традиционно относят компактные люминесцентные лампы, светодиодные LED (светоизлучающий диод) и OLED (органические светодиоды). Компактные люминесцентные лампы – вовсе не последнее слово в науке. Они появились в конце 1980-х годов и тогда значительно превосходили старые лампы по световой отдаче и по сроку службы.
Светодиодные лампы стали использоваться в общем освещении относительно недавно. Но долгое время на рынке не было белых светодиодов, поскольку до сих пор не изобретен полупроводниковый материал, способный напрямую создавать белый свет.
Современные ученые нашли оптимальное решение этой проблемы – смешение дополнительных цветов, создающее эффект белого цвета. Производство и продажа именно светодиодных ламп считаются перспективными направлениями для бизнеса.
Эксперты убеждены, что строить в нашей стране предприятия полного цикла по производству компактных люминесцентных ламп не имеет смысла. При наличии дешевых китайских комплектующих и отсутствии в России специалистов нужного профиля, оборудования и опыта в производстве, люминесцентные лампы отечественных производителей, скорее всего, окажутся дороже китайских при сравнительно одинаковом качестве. Заметим также, что наше государство, к сожалению, пока не спешит поддержать отечественную ламповую промышленность. В Китае же и в странах Евросоюза существуют единые государственные программы помощи своим производителям.
Поэтому, несмотря на то, что конкуренция среди отечественных производителей компактных люминесцентных ламп практически отсутствует, основная часть продукции поступает из Китая и не всегда отличается высоким качеством, тем не менее, маркетологи все же делают ставку на светодиодные лампы.
Последние более экологичные, так как не содержат ртуть, и имеют более длительный срок службы (от 12 лет и выше при гарантии 5 лет против 1-2 лет службы люминесцентных ламп). Превосходят они светодиодные лампы и по другим показателям, в частности, по энергопотреблению.
Вполне возможно, в ближайшее время появятся данные исследований о благоприятном влиянии таких ламп на зрение человека. Справедливости ради стоит заметить, что светодиоды пока еще достаточно дороги и не отличаются высокой мощностью. Но, по словам экспертов, достижение оптимальных параметров – лишь вопрос времени. Уже сейчас стоимость светодиодных ламп значительно ниже той, что была пару лет назад.
В отличие от компактных люминесцентных ламп, производство светодиодов в нашей стране уже налажено. Крупнейшие игроки на этом рынке – ТЭЛЗ, завод «Светлана-Оптоэлктроника», ЗАО «ОптоГан» и другие. В 2010 году эксперты констатировали значительно увеличение выпуска светодиодной продукции российскими предприятиями. Не менее 10 отечественных компаний планировали освоить производство светодиодных ламп в прошлом году. Еще пять компаний находились на стадии опытного производства светодиодных ламп.
Однако, несмотря на это, отечественная светодиодная индустрия по-прежнему значительно отстает в этой области от других стран. И это при том, что большая часть материалов для светодиодных ламп может производиться и производится в России (металлы, подложки, полупроводниковые материалы, люминоформы, особо чистые газы). Так что с учетом того, что Китай производит не самые мощные светодиоды, для отечественной промышленности есть хорошие перспективы для выхода на внутренний и внешний рынки сбыта с собственной продукцией.
Буквально пару лет назад доля светодиодов в сегменте энергосберегающих ламп составляла меньше 10 %. К 2015 года эксперты прогнозируют сокращение этого разрыва: светодиоды должны, по их мнению, занять около 30 % рынка экологичных источников света, а люминесцентные – около 40 %. Через несколько лет светодиодные лампы должны обогнать по популярности морально устаревшие люминесцентные лампочки. В 2011 году объем мирового светодиодного рынка оценивается в $9 млрд. При этом наибольший прирост демонстрирует сегмент общего освещения.
Если раньше светодиоды использовались исключительно в радиотехнике в качестве индикаторов и подсветки, то в наши дни выпускаются бытовые и промышленные светодиодные лампы. В зависимости от средств, которыми вы располагаете, можно выбрать как полное производство ламп, которое включает в себя все этапы от изготовления составляющих элементов до упаковки готовой продукции, так и сборочное производство компактных светодиодных ламп.
Последний вариант производства не требует покупки дорогостоящего оборудования. Из расходных материалов понадобятся платы, микросхемы, светодиоды и паяльники. Сборкой ламп из всех этих составляющих занимается несколько десятков работников за монтажными столами.
Под производство светодиодных ламп понадобится площадь от 3500 кв. м. Помещения, отведенные под сборочные цеха, должны хорошо проветриваться.
Кроме того, необходим стенд для проверки качества продукции, шоурум и складские помещения. Этот вариант производства, включающий в себя лишь этапы сборки готовых составляющих и упаковки ламп, с одной стороны, не требует огромных вложений.
Если вы планируете на первом этапе осуществлять лишь сборку светодиодных ламп из готовых комплектующих, произведенных субподрядчиками, объем требуемых инвестиций составит от 5 млн. рублей. Внутренняя норма доходности (IRR) составит около 130 % годовых.
Ожидаемый срок окупаемости проекта составит от 1 до 2 лет. Однако у такого производства светодиодных ламп есть один большой минус – стоимость рабочей силы в нашей стране несравнимо выше аналогичной в Китае. Поэтому даже с учетом разницы в стоимости доставки продукции по России и из-за рубежа вы вряд ли сможете конкурировать по цене с китайскими производителями, если только качество вашей продукции не будет на достаточно высоком уровне.
Наличие собственных запатентованных технологий производства светодиодных ламп, новизна и актуальность продукции для страны, налаженные контакты с субподрядчиками, прямыми импортерами и поставщиками комплектующих – это основные предпосылки успешной реализации проекта.
Организация производства светодиодных лампОрганизация полноценного производства светодиодных ламп требует несравнимо больших средств. Помимо затрат на помещение под цех (его можно купить или снять в аренду, заключив типовой договор аренды), придется потратиться на покупку оборудования.
Создание производства светодиодной продукции полного цикла включает в себя несколько этапов: процессирование чипов, монтаж, корпусирование, сборку готовых изделий.
Вам понадобятся установки штамповки ножек и купола колб, установки вытягивания стеклоизделий, отколочный автомат, осуществляющий резку и оправку концов трубок, газовые печи и транспортер с обдувом. Можно, конечно, ощутимо сэкономить, приобретая оборудование надлежащего качества, но бывшее в употреблении.
Еще одна существенная статья расходов – поиск квалифицированного персонала. Его количество будет зависеть от масштабов производства. Например, при выпуске нескольких десятков тысяч лампочек ежедневно потребуется в 1,5-2 раза больше персонала, чем на производство, выпускающее тысячу ламп в день.
Помимо работников производства, вам понадобится также бухгалтер для ведения документации, сотрудники отдела закупок и сбыта продукции, маркетологи, административный персонал.
Общий объем инвестиций составит от 100 млн. рублей. Минимальные начальные затраты на запуск полномасштабного производства энергосберегающих ламп составят от 15-20 млн. рублей, а приблизительный срок окупаемости – от года и больше.
Специалисты уверены, что успех в ближайшем будущем за наукоемким производством. В сегменте производства энергосберегающих ламп перспективы для этого весьма оптимистичные. Так в связи с положительной динамикой российского производства светодиодов и резким увеличением ввоза изменилась и структура спроса на светодиодную продукцию.
Например, в период с 2009 до 2010 годы в общем объеме импорта в Россию светодиодных ламп увеличилась доля ламп высокой яркости. Однако, несмотря на такой высокий спрос, варианты для замены лампы накаливания 100 Вт есть только в сегменте морально устаревающих компактных люминесцентных ламп. А производства светодиодных ламп для замены лампы накаливания такой яркости не существует не только в России, но и за рубежом.
Последним достижением мировой светодиодной индустрии стал промышленный образец для замены 90-ваттной лампы. Коммерчески доступным вариантом для потребителей светодиодов является аналог лампы накаливания всего лишь в 75 Вт. Безусловно, научные разработки требуют больших инвестиций, которые малому бизнесу не по силам. Тем не менее, если вы планируете в дальнейшем расширение собственного производства и выход на международный рынок, стоит задуматься о возможности проведения научных исследований и оформления на них патентов.
Павел Бирюков
На рынке осветительных приборов светодиоды стремительно набирают популярность. Ведущие мировые компании по производству led освещения держат ценовую планку на высоком уровне, что делает их продукцию достаточно дорогой для российских покупателей. Производство светодиодов в России только набирает обороты. Давайте разберемся, как производят светодиоды, посмотрим технологии производства и фирмы, которые занимаются этим.
Особенности созданияКаждая компания скрывает технологический процесс за занавесом коммерческой тайны. Поэтому раскрыть особенности создания в полной мере не получиться, однако попробуем дать общие понятия производства. Весь процесс разделяется на этапы. Давайте посмотрим, что это за этапы и разберем каждый из них более подробно.
На этом этапе берётся подложка из кристалла (чаще всего используют искусственный сапфир), помещается в специальную герметичную камеру.
Камеру заполняют газовыми смесями нужного состава и начинают нагревать. Этот процесс называется пиролиз. В результате, на кристаллической подложке происходит наращивание кристаллической плёнки толщиной в несколько микрон.
Сортировка чипов по категориямЭтот этап называют сортировкой, так как созданные ранее чипы из одной подложки имеют неоднородную структуру. Чипы различаются по более чем 150 параметрам, но существуют три основных признака разделения:
- по максимальной длине волны излучения;
- по напряжению и мощности.
Чипы разделяют по группам с наиболее подходящими параметрами. Это позволяет добиться максимального сходства изготовленной продукции.
Создание светодиодной продукцииПроисходит подбор специальных оптических из силикона, пластика или стекла. По усмотрению может добавляться люминофор. Проводится сборка светодиода и каждого светодиода на специальных испытательных стендах.Создание светодиодной продукции
Более подробную информацию о производстве светодиодов, сортировке на категории и создании продукции на основе светодиодов Вы можете просмотреть в этом видео:
Производство в РоссииНесмотря на то, что российские технологии отстают от европейских, производство светодиодной продукции распространяется и по регионам России.
Светодиодную отрасль в России характеризуют по двум пунктам:
- предприятия, которые осуществляют полный цикл производства светодиодов;
- предприятия, выполняющие сборку светодиодов из импортных чипов и сырья.
Так, как в России светодиодная отрасль только начинает набирать обороты, предприятия с полным циклом производства светодиодов являются достаточно редкими. В основном, российские производители led продукции работают с импортированным сырьём.
Мировая светодиодная отрасль, как и любая другая, имеет своих лидеров. Среди компаний занимающих ведущие позиции в изготовлении и сбыте светодиодной продукции можно выделить пять самых популярных:
Все компании на российском рынке светодиодной индустрии делятся на два типа:
Компании с полным циклом производства.К ним относятся:
- «Оптоган» г. Санкт-Петербург;
- ЗАО «Светлана-ЛЕД» г. Санкт-Петербург;
- ЗАО «Планета-СИД» г. Великий Новгород.
К ним относятся:
- ООО ТД «Фокус» Фрязино, Московская обл.;
- МГК «Световые Технологии» г. Рязань;
- «Планар Светотехника» г. Санкт-Петербург.
Российский рынок только проходит этап формирования, поэтому большая цена оборудования для производства светодиодов замедляет развитие данной отрасли.
Производство светодиодов в России только на этапе формирования и развития, существующие фирмы можно пересчитать на пальцах. Большая часть сырья закупается за границей. Но, не смотря ни на что, российские компании стремительно развиваются в данном направлении и в скором времени составят достойную конкуренцию зарубежным производителям.