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  也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的P-N结。其基本功能是：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所组成，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颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

  50年前人们已经了解半导体材料可产生光线年，通用电气公司的尼克何伦亚克(NickHolonyakJr.)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED是英文lightemittingdiode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，即固体封装，所以能起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震能力好。

  最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益与社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

  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大。不过芯片材质及制程也是影响芯片功率大小的重要的因素。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。

  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，应该要依据设备和LED器件的要求做选择。三种衬底材料：蓝宝石(Al2O3)、硅(Si)、碳化硅(SiC)。

  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，可以应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.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。

  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型电极，电流是纵向流动的。采用这种衬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：碳化硅制造成本比较高，实现其商业化还需要降低相应的成本。

  led芯片的价格：正常的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。

  性能：具有亮度高、抗静电能力强、抗衰减能力强、一致性好等特点，是制作led招牌、led发光字的最佳选择。

  首先在衬底上制作氮化镓(GaN)基的外延片，这样的一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Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表明上进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。经过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。

  然后是对LEDPN结的两个电极来加工，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，就能够获得所需的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)。黄光作业内容有烘烤、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、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都一定要使用镊子及花篮、载具等，因此会有芯片电极刮伤情形发生。

  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不是满足工艺技术要求电极图案是否完整。

  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。也能够使用手工扩张，但非常容易导致芯片掉落浪费等不良问题。

  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技术要求。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一定要注意的事项。

  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，但不是全部的产品均适用备胶工艺。

  将扩张后LED芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，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，便于随时更换不同的芯片，适用于要安设多种芯片的产品。

  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做调整。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。

  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150℃，烧结时间2小时。根据真实的情况能调整到170℃，1小时。绝缘胶一般150℃，1小时。

  银胶烧结烘箱的必须按工艺技术要求隔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。

  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。

  LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、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，因为环氧在使用的过程中会变稠。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。

  固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。模压封装一般在150℃，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)的粘接强度很重要。一般条件为120℃，4小时。

  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。

  测试LED的光电参数、检验外观尺寸，同时按照每个客户要求对LED产品做分选。

  LED芯片因为大小一般都在大小：小功率的芯片大体上分为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对于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，简单易操作，使用方便。

  该设备装有新型的照明配置，因照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，来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。

  计数速度：2000～8000个LED芯片/s的统计速度，无需扫描即成像即计数

  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自身的需求选择IF在0.6IFm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1.4～3V。在外界温度上升时，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)。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。

  半值角1/2和视角：1/2是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。

  半形：法向0与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说，是最大发光强度值与最大发光强度值/2所对应的夹角。LED的封装技术导致最大发光角度并不是法向0的光强值，引入偏差角，指得是最大发光强度对应的角度与法向0之间的夹角。

  最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。

  最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压即击穿电压。超过此值，发光二极体可能被击穿损坏。

  工作环境topm：发光二极体可正常工作的环境和温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极体将异常工作，效率大大降低。

  允许功耗Pm：允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。

  三安光电简称(S)、上海蓝光(Epilight)简称(E)、士兰明芯(SL)、大连路美简称(LM)、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大，山东华光、上海蓝宝等。

  我们先来初步t解LED芯片的发光原理：在芯片被一定的电压施加正向电极时，正向P区的空穴则会源源不断的游向N区，N区的电子则会相对于孔穴向P区运动。在电子，空穴相对移动的同时，电子空穴互相结对，激发出光子，产生光能。电流从阳极流向阴极时，晶体就发出从紫外到红外不一样的颜色的光线，光的强弱与电流有关。