科普:LED晶片知識!

2021-02-13 LED照明燈飾論壇


LED晶片,英文叫做CHIP,它是製作LED燈具(LEDLAMP)、LED屏幕(LEDDISPLAY)、LED背光(LEDBACKLIGHT)的主要物料,其材料由砷(AS)、鋁(AL)、鎵(Ga)、銦(IN)、磷(P)、氮(N)、鍶(Si)這幾種元素中的若干種組成,其內部結構具有單向導電性。

將電轉化為光,這是LED晶片能發光的物理原理。

LED晶片是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴佔主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個「P-N結」。當電流通過導線作用於這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區裡電子跟空穴複合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED晶片發光的原理。

LED晶片,英文叫做CHIP,它是製作LED燈具(LEDLAMP)、LED屏幕(LEDDISPLAY)、LED背光(LEDBACKLIGHT)的主要物料,其材料由砷(AS)、鋁(AL)、鎵(Ga)、銦(IN)、磷(P)、氮(N)、鍶(Si)這幾種元素中的若干種組成,其內部結構具有單向導電性。

一般亮度:R(紅色GaAsP 655nm)、H ( 高紅GaP 697nm )、G ( 綠色GaP 565nm )、Y ( 黃色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等;

高亮度:VG (較亮綠色GaP 565nm )、VY(較亮黃色 GaAsP/ GaP 585nm )、SR( 較亮紅色GaA/AS 660nm );

超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等;

不可見光(紅外線):IR、SIR、VIR、HIR;

按用途:

根據用途分為大功率LED晶片、小功率LED晶片兩種;

大功率LED晶片一般分為38*38mil,40*40mil,45*45mil等。

小功率的晶片一般分為8mil、9mil、12mil、14mil等。

mil是尺寸單位,一個mil是千分之一英寸。40mil差不多是1毫米。38mil,40mil,45mil都是1W大功率晶片的常用尺寸規格。理論上來說,晶片越大,能承受的電流及功率就越大。不過晶片材質及製程也是影響晶片功率大小的主要因素。

按顏色:主要分為三種:紅色、綠色、藍色(製作白光的原料)。

按形狀:一般分為方片、圓片兩種。

一般情況系下方片的價格要高於圓片的價格,大功率led晶片肯定要高於小功率led晶片,進口的要高於國產的,進口的來源價格從日本、美國、臺灣依次減低。

LED晶片的質量主要從裸晶亮度、衰減度兩個主要標準來衡量,在封裝過程中主要從led晶片封裝的成品率來計算。

外延片→清洗→鍍透明電極層→透明電極圖形光刻→腐蝕→去膠→平臺圖形光刻→幹法刻蝕→去膠→退火→SiO2 沉積→窗口圖形光刻→SiO2 腐蝕→去膠→N極圖形光刻→預清洗→鍍膜→剝離→退火→P 極圖形光刻→鍍膜→剝離→研磨→切割→晶片→成品測試。

為了避免正裝晶片中因電極擠佔發光面積從而影響發光效率,晶片研發人員設計了倒裝結構,即把正裝晶片倒置,使發光層激發出的光直接從電極的另一面發出(襯底最終被剝去,晶片材料是透明的),同時,針對倒裝設計出方便LED封裝廠焊線的結構,從而,整個晶片稱為倒裝晶片(Flip Chip),該結構在大功率晶片較多用到。

倒裝晶片不需引線鍵合,可以達到堅固且最薄的封裝,具有低熱阻,可實現高電流等特點。利用倒裝技術,可以在「晶片級」上實現不同尺寸、顏色、形狀、功率的多晶片集成,實現超大功率模組產品,這是任何其它的晶片技術不能達到的優勢。

LED產業鏈一般分為上遊LED晶片製造,中遊LED晶片封裝和下遊LED晶片應用三個子行業組成。

2015年,全球LED晶片產值規模達到450億元。位於LED產業鏈最頂端的LED晶片製造行業準入門檻較高:即需要大規模的資金投入,也需要長期的技術積累。這也使得中國LED晶片製造企業自2011年以來大規模減少,目前中國能夠大規模量產LED晶片的企業約為10家左右。

進入2016年,全球LED晶片供需總體平衡,產能過剩局面進一步緩解,照明逐漸成為LED產業最主要的應用,利好中國LED產業鏈,未來LED晶片廠商最為受益。

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