LED芯片知识大全：分类,制造,参数(精)

1、LED芯片知识大全：分类，制造，参数 我们在买灯具的时候，经常会听说 LED芯片，那么，LED芯片究竟是什么呢？下面就带着大家了解下。LED芯片也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的 P-N结。其 主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是 P型半导体，在它里面空穴占主导地 位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时 候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向 P区，在P区里电 子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是 LED发光的原理。而光 的波长也就是光的

2、颜色，是由形成 P-N结的材料决定的。分类用途：根据用途分为大功率led芯片、小功率led芯片两种；颜色：主要分为三种：红色、绿色、蓝色（制作白光的原料）；形状：一般分为方片、圆片两种；大小：小功率的芯片一般分为 8mil、9mil、12mil、14mil等片尺寸大功率LED芯片有尺寸为38*38mil , 40*40mil , 45*45mil等三种当然芯片尺 寸是可以订制的，这只是一般常见的规格。 mil是尺寸单位，一个mil是千分之一 英寸。40mil差不多是1毫米。38mil , 40mil , 45mil都是1W大功率芯片的常用 尺寸规格。理论上来说，芯片越大，能承受的电流及功率就越

3、大。不过芯片材质及制程也 是影响芯片功率大小的主要因素。例如 CREE40mil的芯片能承受1W到3W的功 率，其他厂牌同样大小的芯片，最多能承受到2W o发光亮度一般亮度：R（红色 GaAsP655nm、H（高红 GaP697nm、G（绿色 GaP565nm、 Y（黄色 GaAsP/GaP585nm E（桔色 GaAsP/GaP635nn<高亮度：VG（较亮绿色 GaP565nm、VY（较亮黄色GaAsP/GaP585nm SR（较亮 红色 GaA/AS660nm；超高亮度：UG、UY、UR、UYS、URF、UE 等。二元晶片（磷、钱：H、G等；三元晶片（磷、钱、神：SR（较亮红色Ga

4、A/AS660nm、HR（超亮红色 GaAlAs660nm、UR（最亮红色 GaAlAs660nm 等;四元晶片（磷、铝、钱、钿：SRF（较亮红色AlGalnP、HRF（超亮红色AlGalnP、URF（最亮红色 AlGalnP630nm、VY（较亮黄色 GaAsP/GaP585nmHY（超亮黄色AlGalnP595nm、UY（最亮黄色 AlGalnP595nm、UYS（最亮黄色AlGalnP587nm、UE（最亮桔色AlGalnP620nm、HE（超亮桔色 AlGalnP620nm、UG（最亮绿色 AIGalnP574nmLED 等。衬底对于制作LED芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。

5、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 ）蓝宝石衬底：蓝宝石的优点：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。蓝宝石的不足：1.品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。硅是热的良导体，所以器件的导热性能可以明显改善，从而延长了器件的寿 命。碳化硅衬底(CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片,电极是 L

6、型电极，电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常 好，有利于做成面积较大的大功率器件。优点：碳化硅的导热系数为490W/mK ,要比蓝宝石衬底高出10倍以上。不足：碳化硅制造成本较高，实现 其商业化还需要降低相应的成本。LED特点(1)四元芯片，采用MOVPE工艺制备，亮度相对于常规芯片要亮。(2)信赖性优良。(3)应用广泛。(4)安全性高。(5)寿命长。如何评判led芯片的价格：一般情况系下方片的价格要高于圆片的价格，大功率 led芯 片肯定要高于小功率led芯片，进口的要高于国产的，进口的来源价格从日本、美 国、台湾依次减低。led芯片的质量：评价led芯片的质量主要

7、从裸晶亮度、衰减度两个主要标准 来衡量，在封装过程中主要从led芯片封装的成品率来计算。制造流程总的来说，LED制作流程分为两大部分：1 .首先在衬底上制作氮化钱（GaN）基的外延片，这个过程主要是在金属有 机化学气相沉积外延片炉（MOCVD中完成的。准备好制作 GaN基外延片所需的材 料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬 底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有 GaAs、AlN、ZnO等材料。MOCVD是利用气相反应物（前驱物）及田族的有机金属和V族的NH3在衬底表面进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓 度和种类比例，从而控制镀

8、膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。2 .然后是对LED PN结的两个电极进行加工，电极加工也是制作 LED芯片的 关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对 LED毛片进 行划片、测试和分选，就可以得到所需的 LED芯片。如果芯片清洗不够乾净，蒸 镀系统不正常，会导致蒸镀出来的金属层（指蚀刻后的电极）会有脱落，金属层外 观变色，金泡等异常。蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片，因此会产生夹痕（在目检必须挑除）。 黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相曝光、显影等，若显影不完全及光罩有破洞会有发光 区残多出金属芯片在前段工艺中，各项工艺如清洗、蒸镀、黄

9、光、化学蚀刻、熔合、研磨等 作业都必须使用银子及花篮、载具等，因此会有芯片电极刮伤情形发生。制作工艺1 .LED芯片检验镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑 lockhill芯片尺寸及电极大小是否 符合工艺要求电极图案是否完整。2 .LED扩片由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm ,不利于后工序的 操作。采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，使LED芯片的间距拉伸到约0.6mm o也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。3 .LED点胶在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。对于 GaAs、SiC导电衬底，具有 背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝

10、宝石绝缘衬底的蓝光、绿光 LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由 于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是 工艺上必须注意的事项。4 .LED备胶和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在 LED背面电极上，然后把背部带 银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用 备胶工艺。5 .LED手工刺片将扩张后LED芯片（备胶或未备胶 安置在刺片台的夹具上，LED支架放在火 具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相 比有一个好处，便于随时更

11、换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。6 .LED自动装架自动装架其实是结合了沾胶（点胶和安装芯片两大步骤，先在 LED支架上点 上银胶（绝缘胶，然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支 架位置上。自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装 精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是蓝、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。7 .LED烧结烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。银胶 烧结的温度一般控制在150C,烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到 170C, 1小时

12、。绝缘胶一般150C, 1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔 2小时（或1小时打开更换烧结的产品，中 间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。8 .LED压焊压焊的目的是将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。铝丝压焊的过程为先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金 丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。压焊是led封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝拱丝形状，焊点形状，拉力。9 .LED封胶LED模封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是

13、气泡、 多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED无法通过气密性试验LED点胶TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要 求很高（特别是白光LED,主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会 变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。LED灌胶封装Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态 环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将 LED从模腔中脱 出即成型。LED模压封装将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用 液压机合模并抽真空， 将固态环氧

14、放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶 道中，环氧顺着胶道进入各个 LED成型槽中并固化。10.LED固化与后固化 固化 是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135c , 1小时。模压封装一般在150C, 4分钟。后固化是为了让环氧充分固化，同时对 LED进行热老化。后固化 对于提高环氧与 支架（PCB的粘接强度非常重要。一般条件为120C, 4小时。 11.LED切筋和划片 由于LED在生产中是连在一起的（不是单个，Lamp封装LED 采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来 完成分离工作。12.LED测试测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据

15、客 户要求对LED产品进行分选。计数方法LED芯片因为大小一般都在大小：小功 率的芯片一般分为8mil、9mil、12mil、14mil等，跟头发细一样细，以前人工计 数时候非常辛苦，而且准确率极底，2012年厦门好景科技有 开发一套专门针对 LED芯片计数的软件，仪器整合了高清晰度数字技术来鉴别最困难的计数问题。LED芯片专用计数仪设备是由百万象素工业专用的CCD和百万象素镜头的硬件，整合了高清晰度图像数字技术的软件组成的，主要用来计算出LED芯片的数量。该LED芯片专用计数仪通过高速的图像获取及视觉识别处理，准确、快速地计数 LED芯片，操作简单，使用 方便。该设备装有新型的照明配置，因照

16、明上的均匀一致性及应用百万象素的CCD及镜头，确保了 LED芯片成像的清晰度，配合高 技术的计数软件，从而保证了计数的准确度。同时软件会将每次计数的结果储存在数据库中，方便打印与追溯对比分析。技术参数1 .成像特性：镜头：12mm、F1.8高保真光学镜头CCD规格：300万像素/500万像素，真彩 图像拍摄：手动对 焦，可专业级地精细成像LED芯片图像调整：手动调整亮度；自动调整对比度、 饱和度2.计数特性：快速的计算出LED芯片总数，可根据需要折扣数量，并显 示和输出计数结果 可计数学5mil或0.127mm不透明LED芯片 可计数双电极透明的 LED芯片计数速度：20008000个LED芯

17、片/s的统计速度，无需扫描即成像即 计数简便易用：真正一键式操作，鼠标一点，结果即现。软件界面美观，操作简 便。参数释疑：正向工作电流If:它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。 在实际使用中应根据需要选 择IF在0.6 IFm以下。正向工作电压VF:参数表中 给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极体正向工作电压 VF在1.43V。在外界温度升高时，VF将下降。V-I特 性：发光二极体的电压与电流的关系，在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电 流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。 发 光强度IV :发光二极体的发光强度

18、通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线） 方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683） W/sr时，则发光1坎德拉 （符号为cd） o由于一般LED的发光二极管强度小，所以发光强度常用烛光 （坎 德拉，mcd作单位。LED的发光角度：-90 °-+90 °光谱半宽度A入它表示发光管 的光谱纯度。半值角9 1仰口视角：9 1/宏指发光强度值为轴向强度值一半的方向 与发光轴向（法向）的 夹角。全形：根据LED发光立体角换算出的角度，也叫平 面角。视角：指LED发光的最大角度，根据视角不同，应用也不同，也叫光强 角。半形：法向0 °与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说，