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LED芯片基礎(chǔ)知識(shí)的一些要點(diǎn)

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一、led歷史

? ? 50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí),1962年,通用電氣公司的尼克?何倫亞克(NickHolonyakJr.)

開(kāi)發(fā)出第一種實(shí)際應(yīng)用的可見(jiàn)光發(fā)光二極管。LED是英文lightemittingdiode(發(fā)光二極管)的縮寫(xiě),它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電

致發(fā)光的半導(dǎo)體材料,置于一個(gè)有引線的架子上,然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封,即固體封裝,所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用,

所以LED的抗震性能好。


? ? 最初LED用作儀器儀表的指示光源,后來(lái)各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生了很好的

經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例,在美國(guó)本來(lái)是采用長(zhǎng)壽命、低光效的140瓦白熾燈作為光源,

它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中,Lumileds公司采用

了18個(gè)紅色LED光源,包括電路損失在內(nèi),共耗電14瓦,即可產(chǎn)生同樣的光效。汽車(chē)信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。


? ? 二、LED芯片的原理

? ? LED(LightEmittingDiode),發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半

導(dǎo)體的晶片,晶片的一端附在一個(gè)支架上,一端是負(fù)極,另一端連接電源的正極,使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體

晶片由兩部分組成,一部分是P型半導(dǎo)體,在它里面空穴占主導(dǎo)地位,另一端是N型半導(dǎo)體,在這邊主要是電子。但這兩種半

導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候,它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候,電子就會(huì)被推向P區(qū),在P區(qū)里

電子跟空穴復(fù)合,然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量,這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色,是由形成P-N結(jié)的

材料決定的。


? ? 三、主要芯片廠商

? ? 德國(guó)的歐司朗,美國(guó)的流明、CREE、AXT,臺(tái)灣的廣稼、國(guó)聯(lián)(FPD)、鼎元(TK)、華汕(AOC)、漢光(HL)、

艾迪森、光磊(ED),韓國(guó)的有首爾,日本的有日亞、東芝,大陸的有大連路美、福地、三安、杭州士蘭明芯、

仿日亞等它們都是大家耳熟能詳?shù)男酒?yīng)商,下面根據(jù)產(chǎn)地細(xì)分下。


? ? 臺(tái)灣LED芯片廠商:晶元光電(Epistar)簡(jiǎn)稱(chēng):ES、(聯(lián)詮、元坤,連勇,國(guó)聯(lián)),廣鎵光電(Huga),新世紀(jì)

(GenesisPhotonics),華上(ArimaOptoELectronics)簡(jiǎn)稱(chēng):AOC,泰谷光電(Tekcore),奇力,鉅新,光宏,晶發(fā),

視創(chuàng),洲磊,聯(lián)勝(HPO),漢光(HL),光磊(ED),鼎元(Tyntek)簡(jiǎn)稱(chēng):TK,曜富洲技TC,燦圓

(FormosaEpitaxy),國(guó)通,聯(lián)鼎,全新光電(VPEC)等。華興(LedtechElectronics)、東貝(UnityOptoTechnology)

光鼎(ParaLightElectronics)、億光(EverlightElectronics)、佰鴻(BrightLEDElectronics)、今臺(tái)(Kingbright)

菱生精密(LingsenPrecisionIndustries)、立基(LigitekElectronics)、光寶(Lite-OnTechnology)、宏齊(HARVATEK)等。


? ?大陸LED芯片廠商:三安光電簡(jiǎn)稱(chēng)(S)、上海藍(lán)光(Epilight)簡(jiǎn)稱(chēng)(E)、士蘭明芯(SL)、大連路美簡(jiǎn)稱(chēng)(LM)、

迪源光電、華燦光電、南昌欣磊、上海金橋大晨、河北立德、河北匯能、深圳奧倫德、深圳世紀(jì)晶源、廣州普光、揚(yáng)州華

夏集成、甘肅新天電公司、東莞福地電子材料、清芯光電、晶能光電、中微光電子、乾照光電、晶達(dá)光電、深圳方大,山

東華光、上海藍(lán)寶等。


? ? 國(guó)外LED芯片廠商:CREE,惠普(HP),日亞化學(xué)(Nichia),豐田合成,大洋日酸,東芝、昭和電工(SDK),

Lumileds,旭明(Smileds),Genelite,歐司朗(Osram),GeLcore,首爾半導(dǎo)體等,普瑞,韓國(guó)安螢(Epivalley)等


? ? 四、LED芯片的分類(lèi)

? ? 1.MB芯片定義與特點(diǎn)

? ? 定義:MetalBonding(金屬粘著)芯片;該芯片屬于UEC的專(zhuān)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。
? ? ThermalConductivity
? ? GaAs:46W/m-KGaP:77W/m-K
? ? Si:125~150W/m-K
? ? Cupper:300~400W/m-k

? ? SiC:490W/m-K


? ? (2)通過(guò)金屬層來(lái)接合(waferbonding)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3~4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Highpower領(lǐng)域,eg:42milMB。

? ? 2.GB芯片定義和特點(diǎn)
? ? 定義:GlueBonding(粘著結(jié)合)芯片;該芯片屬于UEC的專(zhuān)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(Absorbablestructure)芯片的2倍以上,藍(lán)寶石襯底類(lèi)

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。

? ? 3.TS芯片定義和特點(diǎn)
? ? 定義:transparentstructure(透明襯底)芯片,該芯片屬于HP的專(zhuān)利產(chǎn)品。特點(diǎn):

? ? (1)芯片工藝制作復(fù)雜,遠(yuǎn)高于ASLED。
? ? (2)信賴(lài)性卓越。
? ? (3)透明的GaP襯底,不吸收光,亮度高。
? ? (4)應(yīng)用廣泛。

? ? 4.AS芯片定義與特點(diǎn)

? ? 定義:Absorbablestructure(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(lèi)型芯片的研發(fā)、生產(chǎn)、

銷(xiāo)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(lài)性?xún)?yōu)良。

? ? (3)應(yīng)用廣泛。

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