【今天你充電了嗎】超全的LED芯片知識(shí)

　　LED行業(yè)發(fā)展日新月異，每天都有新信息、新科技出來(lái)，競(jìng)爭(zhēng)猶如逆水行舟不進(jìn)則退，今天你充電了嗎？

　　LED芯片也稱為led發(fā)光芯片，是led燈的核心組件，也就是指的P-N結(jié)。其主要功能是：把電能轉(zhuǎn)化為光能，芯片的主要材料為單晶硅。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。

　　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，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。汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

　　分類

　　用途：根據(jù)用途分為大功率led芯片、小功率led芯片兩種；

　　顏色：主要分為三種：紅色、綠色、藍(lán)色（制作白光的原料）；

　　形狀：一般分為方片、圓片兩種；

　　大?。盒」β实男酒话惴譃?mil、9mil、12mil、14mil等

　　芯片尺寸

　　大功率LED芯片有尺寸為38*38mil，40*40mil，45*45mil等三種當(dāng)然芯片尺寸是可以訂制的，這只是一般常見(jiàn)的規(guī)格。mil是尺寸單位，一個(gè)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規(guī)格。理論上來(lái)說(shuō)，芯片越大，能承受的電流及功率就越大。不過(guò)芯片材質(zhì)及制程也是影響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，其他廠牌同樣大小的芯片，最多能承受到2W。

　　發(fā)光亮度

　　一般亮度：R（紅色GaAsP655nm）、H（高紅GaP697nm）、G（綠色GaP565nm）、Y（黃色GaAsP/GaP585nm）、E（桔色GaAsP/GaP635nm）等；

　　高亮度：VG（較亮綠色GaP565nm）、VY（較亮黃色GaAsP/GaP585nm）、SR（較亮紅色GaA/AS660nm）；

　　超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等。

　　二元晶片（磷﹑鎵）：H﹑G等；

　　三元晶片（磷﹑鎵﹑砷）：SR（較亮紅色GaA/AS660nm）、HR（超亮紅色GaAlAs660nm）、UR（最亮紅色GaAlAs660nm）等；

　　四元晶片（磷﹑鋁﹑鎵﹑銦）：SRF（較亮紅色AlGalnP）、HRF（超亮紅色AlGalnP）、URF（最亮紅色AlGalnP630nm）、 VY（較亮黃色GaAsP/GaP585nm）、HY（超亮黃色AlGalnP595nm）、UY（最亮黃色AlGalnP595nm）、UYS（最亮黃色AlGalnP587nm）、UE（最亮桔色AlGalnP620nm）、HE（超亮桔色AlGalnP620nm）、UG（最亮綠色 AIGalnP574nm）LED等。

　　襯底

　　對(duì)于制作LED芯片來(lái)說(shuō)，襯底材料的選用是首要考慮的問(wèn)題。應(yīng)該采用哪種合適的襯底，需要根據(jù)設(shè)備和LED器件的要求進(jìn)行選擇。三種襯底材料：藍(lán)寶石（Al2O3）、硅（Si）、碳化硅（SiC）。

　　藍(lán)寶石的優(yōu)點(diǎn)：1.生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好；2.穩(wěn)定性很好，能夠運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)過(guò)程中；3.機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。

　　藍(lán)寶石的不足：1.晶格失配和熱應(yīng)力失配，會(huì)在外延層中產(chǎn)生大量缺陷；2.藍(lán)寶石是一種絕緣體，在上表面制作兩個(gè)電極，造成了有效發(fā)光面積減少；3.增加了光刻、蝕刻工藝過(guò)程，制作成本高。

　　硅是熱的良導(dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，從而延長(zhǎng)了器件的壽命。

　　碳化硅襯底（CREE公司專門采用SiC材料作為襯底）的LED芯片，電極是L型電極，電流是縱向流動(dòng)的。采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。優(yōu)點(diǎn)：碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)為490W/m·K，要比藍(lán)寶石襯底高出10倍以上。不足：碳化硅制造成本較高，實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化還需要降低相應(yīng)的成本。