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LED显示屏封装芯片和支架知识点

来源：创锐特整理日期：2020-07-11

史上最全LED封装原材料芯片和支架知识演讲者：济南大学理学院苏勇道教授，由智库整理发布导读：我国的LED照明产业进入了加速发展阶段，应用市场迅速增长，这导致了LED封装产品的巨大市场，催生出了成千上万家LED封装企业，使我国成为国际上LED封装的第一产量大国。但是从业LED这些年，你了解多少LED封装原材料芯片和支架知识呢？LED的封装工艺有其自己的特点。对LED封装前首先要做的是控制原物料。因为许多场合需要户外使用，环境条件往往比较恶劣，不是长期在高温下工作就是长期在低温下工作，而且长期受雨水的腐蚀，如LED的信赖度不是很好，很容易出现瞎点现象，所以注意对原物料品质的控制显得尤其重要。LED芯片结构LED芯片是半导体发光器件LED的核心部件，它主要由砷(AS)、铝(AL)、镓(Ga)、铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Ｓi)这几种元素中的若干种组成。芯片按发光亮度分类可分为： 一般亮度：R(红色GAaAsP 655nm)、H ( 高红GaP 697nm )、G ( 绿色GaP 565nm )、Y ( 黄色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等； 高亮度：VG (较亮绿色GaP 565nm )、VY(较亮黄色 GaAsP/ GaP 585nm )、SR( 较亮红色GaA/AS 660nm )； 超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等。芯片按组成元素可分为： 二元晶片(磷﹑镓)：H﹑G等； 三元晶片(磷﹑镓 ﹑砷)：SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色GaAlAs 660nm)、UR(最亮红色GaAlAs 660nm)等； 四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟)：SRF( 较亮红色 AlGalnP )、HRF(超亮红色 AlGalnP)、URF(最亮红色 AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) LED等。发光二极管芯片制作方法和材料的磊晶种类： 1、LPE：液相磊晶法 GaP/GaP； 2、VPE：气相磊晶法 GaAsP/GaAs； 3、MOVPE：有机金属气相磊晶法) AlGaInP、GaN； 4、SH：单异型结构 GaAlAs/GaAs； 5、DH：双异型结构 GaAlAs/GaAs； 6、DDH：双异型结构 GaAlAs/GaAlAs。不同LED芯片，其结构大同小异，有外延用的芯片基板( 蓝宝石基板、碳化硅基板等) 和掺杂的外延半导体材料及透明金属电极等构成。LED单电极芯片 LED晶粒种类简介LED衬底材料的种类对于制作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，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）。一、蓝宝石衬底蓝宝石衬底有许多的优点：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。蓝宝石衬底存在的问题：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。蓝宝石的硬度非常高, 在自然材料中其硬度仅次于金刚石, 但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。蓝宝石衬底导热性能不是很好(在100℃约为25W/m·K) ，制作大功率LED往往采用倒装技术(把蓝宝石衬底剥离或减薄)。二、硅衬底硅是热的良导体，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。硅衬底芯片电极采用两种接触方式: V接触(垂直接触) 、L接触(水平接触) 。三、碳化硅衬底碳化硅衬底（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/m·K，要比蓝宝石衬底高出10倍以上。 缺点：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。 除了以上三种常用的衬底材料之外，还有GaAS、AlN、ZnO等材料也可作为衬底，通常根据设计的需要选择使用。LED芯片的制作流程某芯片厂家蓝光LED的上游制作流程如下：制作LED磊芯片方法的比较常用芯片简图 （在此只给出几种）：一、单电极芯片1、圆电极芯片 2、方电极芯片 3、带角电极芯片 二、双电极芯片几种双电极芯片： lamp LED支架介绍支架的作用：用来导电和支撑晶片。 支架的组成：一般来说是由支架素材经过电镀而形成，由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。一、LED支架图 二、LED支架结构说明 三、LED支架尺寸说明 四、LED支架材质注：1.外度三层； 2.外度四层；3.铁才和铜材价格差别较大。五、支架电镀知识（略）六、支架供货商管控相关条件 常用支架外观图集 LED支架进料检验内容

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