全麵解密LED芯片知識
發布時間:2014-10-17 責任編輯:echolady
【導讀】LED芯片的製作流程是怎樣的?LED芯片製造工序對光電性能有什麼影響?芯片的結構和特點是什麼呢?本文中,小編以八問八答的方式為大家解惑。
1、LED芯片的製造流程是怎樣的?
LEDxinpianzhizaozhuyaoshiweilezhizaoyouxiaokekaodedioumujiechudianji,bingnengmanzukejiechucailiaozhijianzuixiaodeyajiangjitigonghanxiandeyadian,tongshijinkenengduodichuguang。dumogongyiyibanyongzhenkongzhengdufangfa,qizhuyaozai1.33×10?4Pa高真空下,用電阻加熱或電子束轟擊加熱方法使材料熔化,並在低氣壓下變成金屬蒸氣沉積在半導體材料表麵。一般所用的P型接觸金屬包括AuBe、AuZn等合金,N麵的接觸金屬常采用AuGeNi合(he)金(jin)。鍍(du)膜(mo)後(hou)形(xing)成(cheng)的(de)合(he)金(jin)層(ceng)還(hai)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)將(jiang)發(fa)光(guang)區(qu)盡(jin)可(ke)能(neng)多(duo)地(di)露(lu)出(chu)來(lai),使(shi)留(liu)下(xia)來(lai)的(de)合(he)金(jin)層(ceng)能(neng)滿(man)足(zu)有(you)效(xiao)可(ke)靠(kao)的(de)低(di)歐(ou)姆(mu)接(jie)觸(chu)電(dian)極(ji)及(ji)焊(han)線(xian)壓(ya)墊(dian)的(de)要(yao)求(qiu)。光(guang)刻(ke)工(gong)序(xu)結(jie)束(shu)後(hou)還(hai)要(yao)通(tong)過(guo)合(he)金(jin)化(hua)過(guo)程(cheng),合(he)金(jin)化(hua)通(tong)常(chang)是(shi)在(zai)H2或N2的de保bao護hu下xia進jin行xing。合he金jin化hua的de時shi間jian和he溫wen度du通tong常chang是shi根gen據ju半ban導dao體ti材cai料liao特te性xing與yu合he金jin爐lu形xing式shi等deng因yin素su決jue定ding。當dang然ran若ruo是shi藍lan綠lv等deng芯xin片pian電dian極ji工gong藝yi還hai要yao複fu雜za,需xu增zeng加jia鈍dun化hua膜mo生sheng長chang、等離子刻蝕工藝等。
2、LED大功率芯片一般指多大麵積的芯片?為什麼?
用於白光的LED大功率芯片一般在市場上可以看到的都在40mil左右,所謂的大功率芯片的使用功率一般是指電功率在1W以上。由於量子效率一般小於20?大部分電能會轉換成熱能,所以大功率芯片的散熱很重要,要求芯片有較大的麵積。
3、LED芯片製造工序中,哪些工序對其光電性能有較重要的影響?
一般來說,LED外延生產完成之後她的主要電性能已定型,芯片製造不對其產甞核本性改變,但在鍍膜、合he金jin化hua過guo程cheng中zhong不bu恰qia當dang的de條tiao件jian會hui造zao成cheng一yi些xie電dian參can數shu的de不bu良liang。比bi如ru說shuo合he金jin化hua溫wen度du偏pian低di或huo偏pian高gao都dou會hui造zao成cheng歐ou姆mu接jie觸chu不bu良liang,歐ou姆mu接jie觸chu不bu良liang是shi芯xin片pian製zhi造zao中zhong造zao成cheng正zheng向xiang壓ya降jiangVF偏(pian)高(gao)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。在(zai)切(qie)割(ge)後(hou),如(ru)果(guo)對(dui)芯(xin)片(pian)邊(bian)緣(yuan)進(jin)行(xing)一(yi)些(xie)腐(fu)蝕(shi)工(gong)藝(yi),對(dui)改(gai)善(shan)芯(xin)片(pian)的(de)反(fan)向(xiang)漏(lou)電(dian)會(hui)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)幫(bang)助(zhu)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)用(yong)金(jin)剛(gang)石(shi)砂(sha)輪(lun)刀(dao)片(pian)切(qie)割(ge)後(hou),芯(xin)片(pian)邊(bian)緣(yuan)會(hui)殘(can)留(liu)較(jiao)多(duo)的(de)碎(sui)屑(xie)粉(fen)末(mo),這(zhe)些(xie)如(ru)果(guo)粘(zhan)在(zai)LED芯片的PN結(jie)處(chu)就(jiu)會(hui)造(zao)成(cheng)漏(lou)電(dian),甚(shen)至(zhi)會(hui)有(you)擊(ji)穿(chuan)現(xian)象(xiang)。另(ling)外(wai),如(ru)果(guo)芯(xin)片(pian)表(biao)麵(mian)光(guang)刻(ke)膠(jiao)剝(bo)離(li)不(bu)幹(gan)淨(jing),將(jiang)會(hui)造(zao)成(cheng)正(zheng)麵(mian)焊(han)線(xian)難(nan)與(yu)虛(xu)焊(han)等(deng)情(qing)況(kuang)。如(ru)果(guo)是(shi)背(bei)麵(mian)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)壓(ya)降(jiang)偏(pian)高(gao)。在(zai)芯(xin)片(pian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)通(tong)過(guo)表(biao)麵(mian)粗(cu)化(hua)、劃成倒梯形結構等辦法可以提高光強。
4、“透明電極”芯片的結構與它的特點是什麼?
所謂透明電極一是要能夠導電,二是要能夠透光。這種材料現在最廣泛應用在液晶生產工藝中,其名稱叫氧化銦錫,英文縮寫ITO,但它不能作為焊墊使用。製作時先要在芯片表麵做好歐姆電極,然後在表麵覆蓋一層ITO再在ITO表麵鍍一層焊墊。這樣從引線上下來的電流通過ITO層均勻分布到各個歐姆接觸電極上,同時ITO由於折射率處於空氣與外延材料折射率之間,可提高出光角度,光通量也可增加。
5、什麼是“倒裝芯片(Flip?Chip)”?它的結構如何?有哪些優點?
藍光LED通常采用Al2O3襯底,Al2O3襯底硬度很高、redaolvhediandaolvdi,ruguocaiyongzhengzhuangjiegou,yifangmianhuidailaifangjingdianwenti,lingyifangmian,zaidadianliuqingkuangxiasanreyehuichengweizuizhuyaodewenti。tongshiyouyuzhengmiandianjichaoshang,huizhediaoyibufenguang,faguangxiaolvhuijiangdi。dagonglvlanguangLED通過芯片倒裝技術可以比傳統的封裝技術得到更多的有效出光。
現在主流的倒裝結構做法是:首先製備出具有適合共晶焊接電極的大尺寸藍光LED芯片,同時製備出比藍光LED芯片略大的矽襯底,並在上麵製作出供共晶焊接的金導電層及引出導線層(超聲金絲球焊點)。然後,利用共晶焊接設備將大功率藍光LED芯xin片pian與yu矽gui襯chen底di焊han接jie在zai一yi起qi。這zhe種zhong結jie構gou的de特te點dian是shi外wai延yan層ceng直zhi接jie與yu矽gui襯chen底di接jie觸chu,矽gui襯chen底di的de熱re阻zu又you遠yuan遠yuan低di於yu藍lan寶bao石shi襯chen底di,所suo以yi散san熱re的de問wen題ti很hen好hao地di解jie決jue了le。由you於yu倒dao裝zhuang後hou藍lan寶bao石shi襯chen底di朝chao上shang,成cheng為wei出chu光guang麵mian,藍lan寶bao石shi是shi透tou明ming的de,因yin此ci出chu光guang問wen題ti也ye得de到dao解jie決jue。
6、製造GaN外延材料的芯片工藝和加工設備與GaP、GaAs、InGaAlP相比有哪些不同的要求?為什麼?
普通的LED紅黃芯片和高亮四元紅黃芯片的基板都采用GaP、GaAs等化合物半導體材料,一般都可以做成N型襯底。采用濕法工藝進行光刻,最後用金剛砂輪刀片切割成芯片。GaN材料的藍綠芯片是用的藍寶石襯底,由於藍寶石襯底是絕緣的,所以不能作為LED的一個極,必須通過幹法刻蝕的工藝在外延麵上同時製作P/N兩個電極並且還要通過一些鈍化工藝。由於藍寶石很硬,用金剛砂輪刀片很難劃成芯片。它的工藝過程一般要比GaP、GaAs材料的LED多而複雜。
7、用於半導體照明的芯片技術的發展主流是什麼?
隨著半導體LED技術的發展,其在照明領域的應用也越來越多,特別是白光LED的出現,更是成為半導體照明的熱點。但是關鍵的芯片、封裝技術還有待提高,在芯片方麵要朝大功率、高光效和降低熱阻方麵發展。提高功率意味著芯片的使用電流加大,最直接的辦法是加大芯片尺寸,現在普遍出現的大功率芯片都在1mm×1mm左右,使用電流在350mA。由於使用電流的加大,散熱問題成為突出問題,現在通過芯片倒裝的方法基本解決了這一文題。隨著LED技術的發展,其在照明領域的應用會麵臨一個前所未有的機遇和挑戰。
8、LED芯片為什麼要分成諸如8mil、9mil、…,13∽22mil,40mil等不同尺寸?尺寸大小對LED光電性能有哪些影響?
LED芯片大小根據功率可分為小功率芯片、中功率芯片和大功率芯片。根據客戶要求可分為單管級、數碼級、dianzhenjiyijizhuangshizhaomingdengleibie。zhiyuxinpiandejutichicundaxiaoshigenjubutongxinpianshengchanchangjiadeshijishengchanshuipingerding,meiyoujutideyaoqiu。zhiyaogongyiguoguan,xinpianxiaoketigaodanweichanchubingjiangdichengben,guangdianxingnengbingbuhuifashenggenbenbianhua。xinpiandeshiyongdianliushijishangyuliuguoxinpiandedianliumiduyouguan,xinpianxiaoshiyongdianliuxiao,xinpiandashiyongdianliuda,tamendedanweidianliumidujibenchabuduo。ruguo10mil芯片的使用電流是20mA的話,那麼40mil芯片理論上使用電流可提高16倍,即320mA。dankaolvdaosanreshidadianliuxiadezhuyaowenti,suoyitadefaguangxiaolvbixiaodianliudi。lingyifangmian,youyumianjizengda,xinpiandetidianzuhuijiangdi,suoyizhengxiangdaotongdianyahuiyousuoxiajiang。
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