史上最全！LED封装原材料芯片和支架知识大整合

2023-03-19

2023-03-19

　　我国的LED照明产业进入了加速发展阶段，应用市场迅速增长，这导致了LED封装产品的巨大市场，催生出了成千上万家LED封装企业，使我国成为国际上LED封装的第一产量大国。但是从业LED这些年，你了解多少LED封装原材料芯片和支架知识呢?

　　LED的封装工艺有其自己的特点。对LED封装前首先要做的是控制原物料。因为许多场合需要户外使用，环境条件往往比较恶劣，不是长期在高温下工作就是长期在低温下工作，而且长期受雨水的腐蚀，如LED的信赖度不是很好，很容易出现瞎点现象，所以注意对原物料品质的控制显得尤其重要。

　　LED芯片结构

　　LED芯片是半导体发光器件LED的核心部件，它主要由砷(AS)、铝(AL)、镓(Ga)、铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Si)这几种元素中的若干种组成。

　　芯片按发光亮度分类可分为：

　　一般亮度：R(红色GAaAsP 655nm)、H ( 高红GaP 697nm )、G ( 绿色GaP 565nm )、Y ( 黄色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等;

　　高亮度：VG (较亮绿色GaP 565nm )、VY(较亮黄色 GaAsP/ GaP 585nm )、SR( 较亮红色GaA/AS 660nm );

　　超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等。

　　芯片按组成元素可分为：

　　二元晶片(磷﹑镓)：H﹑G等;

　　三元晶片(磷﹑镓 ﹑砷)：SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色GaAlAs 660nm)、UR(最亮红色GaAlAs 660nm)等;

　　四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟)：SRF( 较亮红色 AlGalnP )、HRF(超亮红色 AlGalnP)、URF(最亮红色 AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) LED等。

　　发光二极管芯片制作方法和材料的磊晶种类：

　　1、LPE：液相磊晶法 GaP/GaP;

　　2、VPE：气相磊晶法 GaAsP/GaAs;

　　3、MOVPE：有机金属气相磊晶法) AlGaInP、GaN;

　　4、SH：单异型结构 GaAlAs/GaAs;

　　5、DH：双异型结构 GaAlAs/GaAs;

　　6、DDH：双异型结构 GaAlAs/GaAlAs。

　　不同LED芯片，其结构大同小异，有外延用的芯片基板( 蓝宝石基板、碳化硅基板等) 和掺杂的外延半导体材料及透明金属电极等构成。

　　LED单电极芯片

　　LED晶粒种类简介

　　LED衬底材料的种类

　　对于制作LED芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和LED器件的要求进行选择。三种衬底材料：蓝宝石(Al2O3)、硅 (Si)、碳化硅(SiC)。

　　一、蓝宝石衬底

　　蓝宝石衬底有许多的优点：1.生产技术成熟、器件质量较好，2.稳定性很好，能够运用在高温生长过程中，3.机械强度高，易于处理和清洗。

　　蓝宝石衬底存在的问题：1.晶格失配和热应力失配，会在外延层中产生大量缺陷;2.蓝宝石是一种绝缘体，在上表面制作两个电极，造成了有效发光面积减少;3.增加了光刻、蚀刻工艺过程，制作成本高。蓝宝石的硬度非常高，在自然材料中其硬度仅次于金刚石，但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。蓝宝石衬底导热性能不是很好(在100℃约为25W/m·K) ，制作大功率LED往往采用倒装技术(把蓝宝石衬底剥离或减薄)。