LED 芯片的全部基礎(chǔ)知識(shí).doc

LED產(chǎn)業(yè)鏈包括LED外延片生產(chǎn)、LED芯片生產(chǎn)、LED芯片封裝及LED產(chǎn)品應(yīng)用等四個(gè)環(huán)節(jié)。其中LED外延片的技術(shù)含量最高，芯片次之一， LED外延片；2006年5月我從寧波回到廈門工作，我對(duì)LED封裝產(chǎn)品和技術(shù)也有一定的了解，自己希望從事LED晶片銷售工作，對(duì)目前國(guó)內(nèi)芯片廠來(lái)說(shuō)，也就是路美（原AXT）和三安等比較出名，其它的LED晶片都在快速發(fā)展中，目前LED晶片廠的技術(shù)在不斷進(jìn)步，不斷超越從前，未來(lái)的五年內(nèi)，競(jìng)爭(zhēng)會(huì)越來(lái)越激烈，這關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)，產(chǎn)品工藝，產(chǎn)品的成本，公司的實(shí)力，人才等。此時(shí)我選擇路美芯片公司，就這樣進(jìn)入LED最源頭的產(chǎn)業(yè)，因此我也了解LED外延片，LED大圓片，LED晶片等。對(duì)于國(guó)內(nèi)公司而言，生產(chǎn)外延片的難度太大了，也就是路美自己能展外延片，由于采用美國(guó)（原AXT）的技術(shù)和工藝，暫時(shí)在生產(chǎn)藍(lán)，綠光晶片還是處于領(lǐng)先的技術(shù)和水平。外延生長(zhǎng)的基本原理是：在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片（主要有藍(lán)寶石和SiC，Si）上，氣態(tài)物質(zhì)In,Ga,Al,P有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積方法。MOCVD金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，簡(jiǎn)稱 MOCVD）， 1968年由美國(guó)洛克威爾公司提出來(lái)的一項(xiàng)制備化合物半導(dǎo)體單品薄膜的新技術(shù)。該設(shè)備集精密機(jī)械、半導(dǎo)體材料、真空電子、流體力學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)多學(xué)科為一體，是一種自動(dòng)化程度高、價(jià)格昂貴、技術(shù)集成度高的尖端光電子專用設(shè)備，主要用于GaN（氮化鎵）系半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)和藍(lán)色、綠色或紫外發(fā)光二極管芯片的制造，也是光電子行業(yè)最有發(fā)展前途的專用設(shè)備之一。外延片的生產(chǎn)制作過(guò)程是非常復(fù)雜，展完外延片，接下來(lái)就在每張外延片隨意抽取九點(diǎn)做測(cè)試，符合要求的就是良品，其它為不良品（電壓偏差很大，波長(zhǎng)偏短或偏長(zhǎng)等）。良品的外延片就要開(kāi)始做電極（P極，N極），接下來(lái)就用激光切割外延片，然后百分百分撿，根據(jù)不同的電壓，波長(zhǎng)，亮度進(jìn)行全自動(dòng)化分檢，也就是形成LED晶片（方片）。然后還要進(jìn)行目測(cè)，把有一點(diǎn)缺陷或者電極有磨損的，分撿出來(lái)，這些就是后面的散晶。此時(shí)在藍(lán)膜上有不符合正常出貨要求的晶片，也就自然成了邊片或毛片等。不良品的外延片（主要是有一些參數(shù)不符合要求），就不用來(lái)做方片，就直接做電極（P極，N極），也不做分檢了，也就是目前市場(chǎng)上的LED大圓片（這里面也有好東西，如方片等）。外延片需要切割后才變成芯片，外延片是芯片的材料，芯片就可以直接封裝成燈珠了。二， LED芯片的結(jié)構(gòu)及組成及顏色星期一, 2007/12/03 - 11:45 ivan 技術(shù) LED芯片又稱LED芯片，英文叫做CHIP，它是制作LED燈具(LED LAMP)、LED屏幕(LED DISPLAY)、LED背光(LED BACKLIGHT)的主要材料，由磷化鎵（GaP），鎵鋁砷（GaAlAs），或砷化鎵（GaAs），氮化鎵（GaN）等材質(zhì)組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦浴?、芯片的作用：芯片是Lamp的主要組成物料，是發(fā)光的半導(dǎo)體材料。2、芯片的組成：芯片是采用磷化鎵（GaP）、鎵鋁砷（GaAlAs）或砷化鎵（GaAs）、氮化鎵GaN）等材料組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有單向?qū)щ娦浴?、LED芯片的材料BCNOAlSiPSZnGaGeAsSeCdInSnSbTeHgTiPbBiPo注釋：族元素為P型材料，族元素為N型材料，芯片的材料主要是族，族元素的化合物。芯片的焊墊一般為金墊或鋁墊。其焊墊形狀有圓形、方形、十字形等。芯片的發(fā)光顏色取決于波長(zhǎng)（HUE），常見(jiàn)可見(jiàn)光的分類大致為：暗紅色（700nm）、深紅色（640-660nm）、桔紅色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黃色（580-595nm）、黃綠色（565-575nm）、純綠色（500-540nm）、藍(lán)色（435-490nm）、紫色(380-430nm)。白光和粉紅光是一種光的混合效果。最常見(jiàn)的是由藍(lán)光+黃色螢光粉和藍(lán)光+紅色螢光粉混合而成。晶片的組成：晶片是采用磷化鎵（GaP）、鎵鋁砷（GaAlAs）或砷化鎵（GaAs）、氮化鎵GaN）等材料組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有單向?qū)щ娦浴?圖1、圖2為焊單線正極性（P/N結(jié)構(gòu)）晶片，圖3、圖4為雙線晶片；晶片的焊墊一般為金墊或鋁墊。其焊墊形狀有圓形、方形、十字形等。三，LED芯片知識(shí) led芯片種類 -MB、GB、TS、AS芯片定義與特點(diǎn)星期三, 2007/12/05 - 12:14 ivan 技術(shù) MB芯片定義與特點(diǎn)定義： MB 芯片：Metal Bonding (金屬粘著）芯片；該芯片屬于UEC 的專利產(chǎn)品特點(diǎn) 1、采用高散熱系數(shù)的材料-Si 作為襯底，散熱容易。Thermal ConductivityGaAs: 46 W/m-KGaP: 77 W/m-KSi: 125 150 W/m-KCupper:300400 W/m-kSiC: 490 W/m-K 2、通過(guò)金屬層來(lái)接合(wafer bonding)磊晶層和襯底，同時(shí)反射光子，避免襯底的吸收. 3、導(dǎo)電的Si 襯底取代GaAs 襯底，具備良好的熱傳導(dǎo)能力(導(dǎo)熱系數(shù)相差34 倍)，更適應(yīng)于高驅(qū)動(dòng)電流領(lǐng)域。 4、底部金屬反射層，有利于光度的提升及散熱。 5、尺寸可加大應(yīng)用于High power 領(lǐng)域eg : 42mil MBGB芯片定義和特點(diǎn)定義 GB 芯片：Glue Bonding (粘著結(jié)合）芯片；該芯片屬于UEC 的專利產(chǎn)品特點(diǎn)： 1：透明的藍(lán)寶石襯底取代吸光的GaAs襯底其出光功率是傳統(tǒng)AS (Absorbable structure)芯片的2倍以上，藍(lán)寶石襯底類似TS芯片的GaP襯底。 2：芯片四面發(fā)光具有出色的Pattern圖。 3：亮度方面其整體亮度已超過(guò)TS芯片的水平(8.6mil)。 4：雙電極結(jié)構(gòu)其耐高電流方面要稍差于TS單電極芯片。TS芯片定義和特點(diǎn)定義： TS 芯片：transparent structure(透明襯底)芯片，該芯片屬于HP 的專利產(chǎn)品。特點(diǎn) 1.芯片工藝制作復(fù)雜，遠(yuǎn)高于AS LED。 2.信賴性卓越。 3.透明的GaP襯底，不吸收光，亮度高。 4.應(yīng)用廣泛。AS芯片定義與特點(diǎn)定義： AS 芯片：Absorbable structure (吸收襯底）芯片，經(jīng)過(guò)近四十年的發(fā)展努力，臺(tái)灣LED光電業(yè)界對(duì)于該類型芯片的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售處于成熟的階段，各大公司在此方面的研發(fā)水平基本處于同一水平，差距不大。大陸芯片制造業(yè)起步較晚，其亮度及可靠度與臺(tái)灣業(yè)界還有一定的差距，在這里我們所談的AS芯片，特指UEC的AS芯片，eg: 712SOL-VR, 709SOL-VR, 712SYM-VR,709SYM-VR 等。特點(diǎn)： 1. 四元芯片，采用 MOVPE工藝制備，亮度相對(duì)于常規(guī)芯片要亮。 2. 信賴性優(yōu)良。 3. 應(yīng)用廣泛。發(fā)光二極管芯片材料磊晶種類1、LPE：Liquid Phase Epitaxy(液相磊晶法) GaP/GaP2 、VPE：Vapor Phase Epitaxy(氣相磊晶法) GaAsP/GaAs3 、MOVPE：Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (有機(jī)金屬氣相磊晶法) AlGaInP、GaN4 、SH：GaAlAs/GaAs Single Heterostructure(單異型結(jié)構(gòu))GaAlAs/GaAs5 、DH：GaAlAs/GaAs Double Heterostructure， (雙異型結(jié)構(gòu)) GaAlAs/GaAs6、DDH：GaAlAs/GaAlAs Double Heterostructure， (雙異型結(jié)構(gòu)) GaAlAs/GaAlAs。四，LED色溫基本常識(shí)（時(shí)間:2008-5-20 9:22:42 共有 2541人次瀏覽）LED產(chǎn)品中，一項(xiàng)重要的規(guī)格數(shù)字就是色溫，這關(guān)係到LED燈光照明產(chǎn)品所顯示的顏色特性，一般的燈具也都有色溫的規(guī)格。色溫高低計(jì)量單位是以KelvinScale，也就是以K為單位，一開(kāi)始是凱氏於鋼鐵廠內(nèi)觀察到溶解金屬開(kāi)始至最高溫度時(shí)，金屬發(fā)亮所呈現(xiàn)的顏色不同，而以數(shù)據(jù)單位記錄下來(lái)，后來(lái)就產(chǎn)生色溫的規(guī)格表。 4.1、色溫的定義：以絕對(duì)溫度K來(lái)表示，即把標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度升高到一定程度時(shí)該黑體顏色開(kāi)始深紅-淺紅-橙黃-白-藍(lán)，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時(shí)，我們把黑體當(dāng)?shù)慕^對(duì)溫度稱為該光源的色溫。4.2、不同光源環(huán)境下的色溫：下面是一般常見(jiàn)照明燈具所採(cǎi)用的色溫鹵素?zé)?3000k鎢絲燈 2700k高壓鈉燈 1950-2250k蠟燭光 2000k金屬鹵化物燈 4000-4600k冷色營(yíng)光燈 4000-5000k高壓汞燈 3450-3750k暖色螢光燈 2500-3000k晴空 8000-8500k陰天 6500-7500k夏日正午陽(yáng)光 5500k下午日光 4000k4.3、不同色溫下的光色：4.3.1、