LED芯片檢測報告如何辦理?測試哪些項目呢?檢測費(fèi)用價格是多少呢?下面小編為您解答。百檢也可依據(jù)相應(yīng)LED芯片檢測標(biāo)準(zhǔn)或者根據(jù)您的需求設(shè)計檢測方案。做檢測,上百檢!我們只做真實檢測。
檢測周期
一般3-15個工作日,可加急。
檢測方式
可寄樣檢測、目測檢測、見證試驗、現(xiàn)場檢測等。
檢測費(fèi)用
具體根據(jù)LED芯片檢測檢測數(shù)量和項目而定。詳情請咨詢在線客服。
檢測產(chǎn)品
0LED芯片簡介
一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負(fù)*,另一端連接電源的正*,使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。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)體連接起來的時候,它們之間就形成一個P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候,電子就會被推向P區(qū),在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合,然后就會以光子的形式發(fā)出能量,這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結(jié)的材料決定的。
1LED芯片歷史
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,1962年,通用電氣公司的尼克·何倫亞克(Nick HolonyakJr.)開發(fā)出*種實際應(yīng)用的可見光發(fā)光二*管。LED是英文light emitting diode(發(fā)光二*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,置于一個有引線的架子上
led(2張)
,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。較初LED用作儀器儀表的指示光源,后來各種光色的LED在交通信號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)效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是采用長壽命、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)計的燈中,Lumileds公司采用了18個紅色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。汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。
2LED芯片研究意義
隨著 LED 技術(shù)的快速發(fā)展以及 LED 光效的逐步提高,LED 的應(yīng)用將越來越廣泛。隨著全球性能源短缺問題的日益嚴(yán)重,人們越來越關(guān)注 LED 在照明市場的發(fā)展前景,LED 將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的潛力光源。
LED 照明市場發(fā)展空間廣闊。LED 照明燈具應(yīng)用已經(jīng)從過去室外景觀照明 LED 發(fā)展向室內(nèi)照明應(yīng)用。據(jù)分析未來五年內(nèi) LED 室內(nèi)照明的發(fā)展將有指數(shù)型增長趨勢。2011年其產(chǎn)值高達(dá)數(shù)百億美元。尤其是 2009 年歐盟率先實施禁用白熾燈計劃,以及節(jié)能議題備受關(guān)注,造就了 LED 室內(nèi)照明巨大的市場機(jī)遇和樂觀的前景。
芯片技術(shù)提升和價格走低是促進(jìn) LED 照明應(yīng)用成本下降的關(guān)鍵。隨著 LED芯片技術(shù)的提升,LED 發(fā)光效率提高后,單顆 LED 芯片所需的成本不斷下降。同時,上游投資帶動的大規(guī)模產(chǎn)能釋放,引發(fā)較強(qiáng)的市場競爭也將帶動芯片價格下降,這有效推動 LED 照明產(chǎn)品成本的下降。2011 年,芯片從之前的供不應(yīng)求快速轉(zhuǎn)換為供過于求,芯片價格快速下降。例如,小功率的 7.5mil×7.5mil 藍(lán)光芯片和大功率的 45mil×45mil 藍(lán)光芯片 2011 年一年內(nèi)價格分別下降了 55.9%和 55.0%。
無論是面向重點照明和整體照明的高功率 LED 芯片,還是用于裝飾照明和一些簡單的輔助照明的低功率 LED 芯片,技術(shù)升級的關(guān)鍵都關(guān)乎如何開發(fā)出更高效、更穩(wěn)定的 LED 芯片。在短短數(shù)年內(nèi),借助于包括新型芯片結(jié)構(gòu)和多量子阱結(jié)構(gòu)的新型外延機(jī)構(gòu)設(shè)計在內(nèi)的一系列技術(shù)改進(jìn),LED 的發(fā)光效率實現(xiàn)了巨大突破,這些技術(shù)突破都將為LED 半導(dǎo)體照明的普及鋪平道路。
3LED芯片分類
4LED芯片芯片結(jié)構(gòu)
5LED芯片重要參數(shù)
1、正向工作電流If
它是指發(fā)光二*體正常發(fā)光時的正向電流值。在實際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6·IFm以下。
2、正向工作電壓VF
參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發(fā)光二*體正向工作電壓VF在1.4~3V。在外界溫度升高時,VF將下降。
3、V-I特性
發(fā)光二*體的電壓與電流的關(guān)系,在正向電壓正小于某一值(叫閾值)時,電流*小,不發(fā)光。當(dāng)電壓超過某一值后,正向電流隨電壓迅速增加,發(fā)光。
4、發(fā)光強(qiáng)度IV
發(fā)光二*體的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線(對圓柱形發(fā)光管是指其軸線)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為(1/683)W/sr時,則發(fā)光1坎德拉(符號為cd)。由于一般LED的發(fā)光二*管強(qiáng)度小,所以發(fā)光強(qiáng)度常用燭光(坎德拉, mcd)作單位。
5、LED的發(fā)光角度
-90°- +90°
6、光譜半寬度Δλ
它表示發(fā)光管的光譜純度。
7、半值角θ1/2和視角
θ1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向(法向)的夾角。
8、全形
根據(jù)LED發(fā)光立體角換算出的角度,也叫平面角。
9、視角
指LED發(fā)光的較大角度,根據(jù)視角不同,應(yīng)用也不同,也叫光強(qiáng)角。
10、半形
法向0°與較大發(fā)光強(qiáng)度值/2之間的夾角。嚴(yán)格上來說,是較大發(fā)光強(qiáng)度值與較大發(fā)光強(qiáng)度值/2所對應(yīng)的夾角。LED的封裝技術(shù)導(dǎo)致較大發(fā)光角度并不是法向0°的光強(qiáng)值,引入偏差角,指得是較大發(fā)光強(qiáng)度對應(yīng)的角度與法向0°之間的夾角。
11、較大正向直流電流IFm
允許加的較大的正向直流電流。超過此值可損壞二*體。
12、較大反向電壓VRm
所允許加的較大反向電壓即擊穿電壓。超過此值,發(fā)光二*體可能被擊穿損壞。
13、工作環(huán)境topm
發(fā)光二*體可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍,發(fā)光二*體將不能正常工作,效率大大降低。
14、允許功耗Pm
允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的較大值。超過此值,LED發(fā)熱、損壞。
6LED芯片芯片尺寸
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,這只是一般常見的規(guī)格。mil是尺寸單位,一個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。理論上來說,芯片越大,能承受的電流及功率就越大。不過芯片材質(zhì)及制程也是影響芯片功率大小的主要因素。例如CREE 40mil的芯片能承受1W到3W的功率,其他廠牌同樣大小的芯片,較多能承受到2W。
7LED芯片發(fā)光亮度
一般亮度:R(紅色GaAsP 655nm)、H ( 高紅GaP 697nm )、G ( 綠色GaP 565nm )、Y ( 黃色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等;
高亮度:VG (較亮綠色GaP 565nm )、VY(較亮黃色 GaAsP/ GaP 585nm )、SR( 較亮紅色GaAlAS 660nm );
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GaAlAS 660nm)、 HR (超亮紅色GaAlAs 660nm)、UR(較亮紅色GaAlAs 660nm)等;
四元晶片(磷﹑鋁﹑鎵﹑銦):SRF( 較亮紅色 AlGalnP )、HRF(超亮紅色 AlGalnP)、URF(較亮紅色 AlGalnP 630nm)、VY(較亮黃色GaAsP/GaP 585nm)、HY(超亮黃色 AlGalnP 595nm)、UY(較亮黃色 AlGalnP 595nm)、UYS(較亮黃色 AlGalnP 587nm)、UE(較亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、UG (較亮綠色 AIGalnP 574nm) LED等。
8LED芯片襯底
對于制作LED芯片來說,襯底材料的選用是*要考慮的問題。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: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)用在高溫生長過程中; 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,在上表面制作兩個電*,造成了有效發(fā)光面積減少;3.增加了光刻、蝕刻工藝過程,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*是L型電*,電流是縱向流動的。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: 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,實現(xiàn)其商業(yè)化還需要降低相應(yīng)的成本。
9LED芯片led特點
(1)四元芯片,采用MOVPE工藝制備,亮度相對于常規(guī)芯片要亮。
(2)信賴性優(yōu)良。
(3)應(yīng)用廣泛。
(4)安全性高。
(5)壽命長。
10LED芯片如何評判
led芯片的價格:一般情況系下方片的價格要高于圓片的價格,大功率led芯片肯定要高于小功率led芯片,進(jìn)口的要高于國產(chǎn)的,進(jìn)口的來源價格從日本、美國、依次減低。
led芯片的質(zhì)量:評價led芯片的質(zhì)量主要從裸晶亮度、衰減度兩個主要標(biāo)準(zhǔn)來衡量,在封裝過程中主要從led芯片封裝的成品率來計算。
11LED芯片日常使用
紅燈:9mil正規(guī)方片,(純紅)波長:620-625nm,上下60°、左右120°,亮度高達(dá)1000-1200mcd;
綠燈:12mil正規(guī)方片,(純綠)波長:520-525nm,上下60°、左右120°,亮度高達(dá)2000-3000mcd;
性能:具有亮度高、抗靜電能力強(qiáng)、抗衰減能力強(qiáng)、一致性好等特點,是制作led招牌、led發(fā)光字的較佳選擇。
12LED芯片制造流程
總的來說,LED制作流程分為兩大部分:
*先在襯底上制作氮化鎵(GaN)基的外延片,這個過程主要是在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延片爐(MOCVD)中完成的。準(zhǔn)備好制作GaN基外延片所需的材料源和各種高純的氣體之后,按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底,還有GaAs、AlN、ZnO等材料。
MOCVD是利用氣相反應(yīng)物(前驅(qū)物)及Ⅲ族的有機(jī)金屬和Ⅴ族的NH3在襯底表面進(jìn)行反應(yīng),將所需的產(chǎn)物沉積在襯底表面。通過控制溫度、壓力、反應(yīng)物濃度和種類比例,從而控制鍍膜成分、晶相等品質(zhì)。MOCVD外延爐是制作LED外延片較常用的設(shè)備。
然后是對LED PN結(jié)的兩個電*進(jìn)行加工,電*加工也是制作LED芯片的關(guān)鍵工序,包括清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨;然后對LED毛片進(jìn)行劃片、測試和分選,就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不夠乾凈,蒸鍍系統(tǒng)不正常,會導(dǎo)致蒸鍍出來的金屬層(指蝕刻后的電*)會有脫落,金屬層外觀變色,金泡等異常。
蒸鍍過程中有時需用彈簧夾固定芯片,因此會產(chǎn)生夾痕(在目檢必須挑除)。黃光作業(yè)內(nèi)容包括烘烤、上光阻、照相曝光、顯影等,若顯影不完全及光罩有破洞會有發(fā)光區(qū)殘多出金屬。
芯片在前段工藝中,各項工藝如清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨等作業(yè)都必須使用鑷子及花籃、載具等,因此會有芯片電*刮傷情形發(fā)生。
13LED芯片制作工藝
1.LED芯片檢驗
鏡檢:材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點麻坑lockhill芯片尺寸及電*大小是否符合工藝要求電*圖案是否完整。
2.LED擴(kuò)片
由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利于后工序的操作。采用擴(kuò)片機(jī)對黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張,使LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張,但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問題。
3.LED點膠
在LED支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底,具有背面電*的紅光、黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來固定芯片。
工藝難點在于點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。
4.LED備膠
和點膠相反,備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電*上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點膠,但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。
5.LED手工刺片
將擴(kuò)張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處,便于隨時更換不同的芯片,適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。
6.LED自動裝架
自動裝架其實是結(jié)合了沾膠(點膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠(絕緣膠),然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置,再安置在相應(yīng)的支架位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程,同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對LED芯片表面的損傷,特別是藍(lán)、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。
7.LED燒結(jié)
燒結(jié)的目的是使銀膠固化,燒結(jié)要求對溫度進(jìn)行監(jiān)控,防止批次性不良。銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃,燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到170℃,1小時。絕緣膠一般150℃,1小時。
銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品,中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途,防止污染。
8.LED壓焊
壓焊的目的是將電*引到LED芯片上,完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。
LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。鋁絲壓焊的過程為先在LED芯片電*上壓上*點,再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓*點前先燒個球,其余過程類似。
壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點形狀,拉力。
9.LED封膠
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種?;旧瞎に嚳刂频碾y點是氣泡、多缺料、黑點。設(shè)計上主要是對材料的選型,選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。(一般的LED無法通過氣密性試驗)
LED點膠TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點是對點膠量的控制,因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。
LED灌膠封裝 Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環(huán)氧固化后,將LED從模腔中脫出即成型。
LED模壓封裝 將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空,將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個LED成型槽中并固化。
10.LED固化與后固化
固化是指封裝環(huán)氧的固化,一般環(huán)氧固化條件在135℃,1小時。模壓封裝一般在150℃,4分鐘。后固化是為了讓環(huán)氧充分固化,同時對LED進(jìn)行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架(PCB)的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120℃,4小時。
11.LED切筋和劃片
由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的(不是單個),Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上,需要劃片機(jī)來完成分離工作。
12.LED測試
測試LED的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸,同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。
14LED芯片計數(shù)方法
LED芯片因為大小一般都在大?。盒」β实男酒话惴譃?mil、9mil、12mil、14mil等,跟頭發(fā)一樣細(xì),以前人工計數(shù)時候非常辛苦,而且準(zhǔn)確率*底,2012年廈門好景科技有開發(fā)一套專門針對LED芯片計數(shù)的軟件,儀器整合了高清晰度數(shù)字技術(shù)來鑒別較困難的計數(shù)問題,LED芯片專用計數(shù)儀設(shè)備是由百萬象素工業(yè)專用的CCD和百萬象素鏡頭的硬件,整合了高清晰度圖像數(shù)字技術(shù)的軟件組成的,主要用來計算出LED芯片的數(shù)量。該LED芯片專用計數(shù)儀通過高速的圖像獲取及視覺識別處理,準(zhǔn)確、快速地計數(shù)LED芯片,操作簡單,使用方便。
該設(shè)備裝有新型的照明配置,因照明上的均勻一致性及應(yīng)用百萬象素的CCD及鏡頭,確保了LED芯片成像的清晰度,配合高技術(shù)的計數(shù)軟件,從而保證了計數(shù)的準(zhǔn)確度。同時軟件會將每次計數(shù)的結(jié)果儲存在數(shù)據(jù)庫中,方便打印與追溯對比分析。
技術(shù)參數(shù):
1.成像特性
鏡頭:12mm、F1.8高保真光學(xué)鏡頭
CCD規(guī)格:300萬像素/500萬像素,真彩
圖像拍攝:手動對焦,可專業(yè)級地精細(xì)成像LED芯片
圖像調(diào)整:手動調(diào)整亮度;自動調(diào)整對比度、飽和度
2.計數(shù)特性:
快速的計算出LED芯片總數(shù),可根據(jù)需要折扣數(shù)量,并顯示和輸出計數(shù)結(jié)果
可計數(shù)≥5mil (或0.127mm) 不透明LED芯片
可計數(shù)雙電*透明的LED芯片
計數(shù)速度:2000~8000個LED芯片/s的統(tǒng)計速度,無需掃描即成像即計數(shù)
簡便易用:真正一鍵式操作,鼠標(biāo)一點,結(jié)果即現(xiàn)。軟件界面美觀,操作簡便。
15LED芯片參數(shù)釋疑
發(fā)光強(qiáng)度IV:
發(fā)光二*體的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線(對圓柱形發(fā)光管是指其軸線)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為(1/683)W/sr時,則發(fā)光1坎德拉(符號為cd)。由于一般LED的發(fā)光二*管強(qiáng)度小,所以發(fā)光強(qiáng)度常用燭光(坎德拉, mcd)作單位。
LED的發(fā)光角度:
-90°- +90°
光譜半寬度Δλ:
它表示發(fā)光管的光譜純度。
半值角θ1/2和視角:
θ1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向(法向)的夾角。
全形:
根據(jù)LED發(fā)光立體角換算出的角度,也叫平面角。
視角:
指LED發(fā)光的較大角度,根據(jù)視角不同,應(yīng)用也不同,也叫光強(qiáng)角。
半形:
法向0°與較大發(fā)光強(qiáng)度值/2之間的夾角。嚴(yán)格上來說,是較大發(fā)光強(qiáng)度值與較大發(fā)光強(qiáng)度值/2所對應(yīng)的夾角。LED的封裝技術(shù)導(dǎo)致較大發(fā)光角度并不是法向0°的光強(qiáng)值,引入偏差角,指得是較大發(fā)光強(qiáng)度對應(yīng)的角度與法向0°之間的夾角。
較大正向直流電流IFm:
允許加的較大的正向直流電流。超過此值可損壞二*體。
允許功耗Pm:
允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的較大值。超過此值,LED發(fā)熱、損壞LED芯片及器件的分選測試
LED的分選有兩種方法:一是以芯片為基礎(chǔ)的測試分選,二是對封裝好的LED進(jìn)行測試分選。
(1)芯片的測試分選
LED芯片分選難度很大,主要原因是LED芯片尺寸一般都很小,從9mil到14mil(0.22-0.35毫米)。這樣小的芯片需要微探針才能夠完成測試,分選過程需要*的機(jī)械和圖像識別系統(tǒng),這使得設(shè)備的造價變得很高,而且測試速度受到限制。如果按照每月25天計算,每一臺分選機(jī)的產(chǎn)能為每月5KK。
從根本上解決芯片測試分選瓶頸問題的關(guān)鍵是改善外延片均勻性。如果一片外延片波長分布在2nm之內(nèi),亮度的變化在+15%之內(nèi),則可以將這個片子上的所有芯片歸為一檔(Bin),只要通過測試把不合格的芯片去除即可,將大大增加芯片的產(chǎn)能和降低芯片的成本。在均勻性不是很好的情況下,也可以用測試并把"不合格產(chǎn)品較多"的芯片區(qū)域用噴墨涂抹的方式處理掉,從而快速地得到想要的"合格"芯片,但這樣做的成本太高,會把很多符合其他客房要求的芯片都做為不合格證的廢品處理,較后核算出的芯片成本可能是市場無法接受的水平。
(2)LED的測試分選
封裝后的LED可以按照波長、發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光角度以及工作電壓等進(jìn)行測試分選。其結(jié)果是把LED分成很多檔(Bin)和類別,然后測試分選機(jī)會自動地根據(jù)設(shè)定的測試標(biāo)準(zhǔn)把LED分裝在不同的Bin盒內(nèi)。由于人們對于LED的要求越來越高,早期的分選機(jī)是32Bin,后來增加到64Bin,分Bin的LED技術(shù)指標(biāo)仍然無法滿足生產(chǎn)和市場的需求。
LED測試分選機(jī)是在一個特定的工作臺電流下(如20mA),對LED進(jìn)行測試,一般還會做一個反向電壓值的測試。如果按照每月25天,每天20小時的工作時間計算,每一臺分選機(jī)的產(chǎn)能為每月9KK。
大型顯示屏或其他高檔應(yīng)用客戶,對LED的質(zhì)量要求較高。特別是在波長與亮度一致性的要求上很嚴(yán)格。假如LED封裝廠在芯片采購時沒有提出嚴(yán)格的要求,則這些封裝廠在大量的封裝后會發(fā)現(xiàn),封裝好的LED中只有很少數(shù)量的產(chǎn)品能滿足某一客戶的要求,其余大部分將變成倉庫里的存貨。這種情形迫使LED封裝廠在采購LED芯片時提出嚴(yán)格的要求,特別是波長、亮度和工作臺電壓的指標(biāo);比如,過去對波長要求
是+2nm,已提出+0.5nm的要求。這樣對于芯片廠就產(chǎn)生了巨大的壓力,在芯片銷售前必須進(jìn)行嚴(yán)格的分選。
從以上關(guān)于LED與LED芯片分選取的分析中可以看出,比較經(jīng)濟(jì)的做法是對LED進(jìn)行測試分選。但是由于LED的種類繁多,有不同的形式,不現(xiàn)的形狀,不同的尺寸,不同的發(fā)光角度,不同的客戶要求,不同的應(yīng)用要求,這使用權(quán)得完全通過LED測試分選取進(jìn)行產(chǎn)品的分選變得很難操作。所以問題的關(guān)鍵又回到MOCVD的外延工藝過程,如何生長出所需波長及亮度的LED外延片是降低成本的關(guān)鍵點,這個問題不解決,LED的產(chǎn)能及成本仍將得不到完全解決。但在外延片的均勻度得到控制以前,比較行之有效的方法是解決快速低成本的芯片分選問題。
16LED芯片常遇問題
LED芯片使用常遇到的問題分析:別的封裝進(jìn)程中也能夠形成正向壓下降,*要緣由有銀膠固化不充分,支架或芯片電*沾污等形成觸摸電阻大或觸摸電阻不穩(wěn)定。
1.正向電壓下降 暗光
A:一種是電*與發(fā)光資料為歐姆觸摸,但觸摸電阻大,*要由資料襯底低濃度或電*殘缺所形成的。
B:一種是電*與資料為非歐姆觸摸,*要發(fā)生在芯片電*制備進(jìn)程中蒸騰*層電*時的擠壓印或夾印,散布方位。
正向壓下降的芯片在固定電壓測驗時,經(jīng)過芯片的電流小,然后體現(xiàn)暗點,還有一種暗光表象是芯片自身發(fā)光功率低,正向壓降正常。
2.難壓焊:(*要有打不粘,電*掉落,打穿電*)
A:打不粘:*要因為電*外表氧化或有膠
B:有與發(fā)光資料觸摸不牢和加厚焊線層不牢,其間以加厚層掉落為主。
C:打穿電*:通常與芯片資料有關(guān),資料脆且強(qiáng)度不高的資料易打穿電*,通常GAALAS資料(如高紅,紅外芯片)較GAP資料易打穿電*,
D:壓焊調(diào)試應(yīng)從焊接溫度,超聲波功率,超聲時刻,壓力,金球巨細(xì),支架定位等進(jìn)行調(diào)整。
3.發(fā)光色彩區(qū)別:
A:同一張芯片發(fā)光色彩有顯著區(qū)別*要是因為外延片資料疑問,ALGAINP四元素資料選用量子布局很薄,成長是很難確保各區(qū)域組分共同。(組分決議禁帶寬度,禁帶寬度決議波長)。
B:GAP黃綠芯片,發(fā)光波長不會有很大誤差,可是因為人眼對這個波段色彩靈敏,很簡單查出偏黃,偏綠。因為波長是外延片資料決議的,區(qū)域越小,呈現(xiàn)色彩誤差概念越小,故在M/T作業(yè)中有附近選取法。
C:GAP赤色芯片有的發(fā)光色彩是偏橙黃色,這是因為其發(fā)光機(jī)理為直接躍進(jìn)。受雜質(zhì)濃度影響,電流密度加大時,易發(fā)生雜質(zhì)能級偏移和發(fā)光飽滿,發(fā)光是開端變?yōu)槌赛S色。
4.閘流體效應(yīng):
A:是發(fā)光二*管在正常電壓下無法導(dǎo)通,當(dāng)電壓加高到必定程度,電流發(fā)生驟變。
B:發(fā)生閘流體表象緣由是發(fā)光資料外延片成長時呈現(xiàn)了反向夾層,有此表象的LED在IF=20MA時測驗的正向壓降有躲藏性,在運(yùn)用進(jìn)程是出于南北*電壓不行大,體現(xiàn)為不亮,可用測驗信息儀器從晶體管圖示儀測驗曲線,也能夠經(jīng)過小電流IF=10UA下的正向壓降來發(fā)現(xiàn),小電流下的正向壓降顯著偏大,則能夠是該疑問所形成的。
5.反向漏電:
A:緣由:外延資料,芯片制造,器材封裝,測驗通常5V下反向漏電流為10UA,也能夠固定反向電流下測驗反向電壓。
B:不一樣類型的LED反向特性相差大:普綠,普黃芯片反向擊穿可到達(dá)一百多伏,而普芯片則在十幾二十伏之間。
C:外延形成的反向漏電*要由PN結(jié)內(nèi)部布局缺點所形成的,芯片制造進(jìn)程中旁邊面腐蝕不行或有銀膠絲沾附在測面,嚴(yán)禁用有機(jī)溶液分配銀膠。以避免銀膠經(jīng)過毛細(xì)表象爬到結(jié)區(qū)。
17LED芯片大功率研究
近年來 LED 上游領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)得到迅速的發(fā)展,市場的激烈競爭使得芯片成本降低,然而較之于傳統(tǒng)照明,成本仍然較高,LED 要取代傳統(tǒng)的照明,成本因素成為一個重要方面,而封裝作為決定 LED 光源價格的重要環(huán)節(jié),未來超低成本 LED 照明需要使用更少的 LED 燈珠,勢必需要尺寸更大的芯片,因此大電流驅(qū)動下的高性能的大功率 LED 芯片成為 LED 上游的必爭領(lǐng)域。國內(nèi)外的半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)和科研院所都在致力于此類高端芯片產(chǎn)業(yè)化的研究和探索,雖然由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品良率低、以及成本過高因素的制約,仍有許多優(yōu)異的高端產(chǎn)品和先進(jìn)的制造技術(shù)被開發(fā)出來,*大地推動了功率型 LED 芯片的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
業(yè)界認(rèn)為 LED 照明技術(shù)公認(rèn)的發(fā)展路線為:發(fā)光效率從 2002 年的25lm/w 提高到 2007 年 75lm/w、2012 年其發(fā)光效率將達(dá)到 150lm/w,而在 LED芯片商業(yè)化的 2020 年,其發(fā)光效率將突破 200lm/w;發(fā)光成本從 2002 年的 200美元/千流明下降到 2007 年的 20 美元/千流明、2012 年下降到 5 美元/千流明,到 2020 年將降低到 2 美元/千流明;從 2007 年 LED 照明開始進(jìn)入白熾燈照明領(lǐng)域,到 2012 年進(jìn)入熒光燈市場,在 2020 年普及取代白熾燈和熒光燈。
全球 LED 市場的規(guī)模年均增長率超過 20%;高亮度 LED 市場的成長更加迅速,1995-2005 年的年均增長率達(dá)到 46%,2008 年的市場規(guī)模達(dá)到 51 億美元,占 LED 市場的比例由 2001 年的40%增長到 2008 年的 80%以上,保守預(yù)估 2012 年的市場規(guī)??赏竭_(dá) 114 億美元。市場需求拉動了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的發(fā)展,也有其他行業(yè)的大型企業(yè)轉(zhuǎn)戰(zhàn)這一市場。世界不少 500強(qiáng)的巨頭公司都已進(jìn)* LED 藍(lán)海市場。LED 半導(dǎo)體照明作為新型的綠色能源,無論是節(jié)能效益還是經(jīng)濟(jì)效益都是非常顯著的,因此各國都在大力地推進(jìn) LED 照明普及。
作為新興的產(chǎn)業(yè),LED 半導(dǎo)體照明仍處在不斷進(jìn)步的過程中。 業(yè)界認(rèn)為 LED 芯片發(fā)光效率的發(fā)展路線為:從 2002 年的 25lm/w 提高到 2007 年75lm/w、2012 年發(fā)光效率將普遍達(dá)到 150lm/w,而在 2020 年商業(yè)化的 LED 芯片的發(fā)光效率將突破 200lm/w。從 2007 年 LED 照明開始發(fā)展進(jìn)入白熾燈照明領(lǐng)域,直到 2012年進(jìn)入熒光燈照明市場,而將在 2020 年普及取代如今的白熾燈和熒光燈。
18LED芯片主要問題
LED 芯片,尤其是大功率 LED 芯片,面臨的主要技術(shù)難點主要是以下幾個方面:
1、發(fā)光效率低
雖然各廠家量產(chǎn)的封裝后的白光 LED 出光效率都達(dá)到 100lm/w 以上,但是相比較于小尺寸的 LED 芯片,其出光效率依然很低。大尺寸的 LED 芯片由于尺寸較大,當(dāng)光線在器件內(nèi)部傳播時,光線通過的路程要比小尺寸的芯片經(jīng)過的路程長,導(dǎo)致器件材料對光線的吸收概率較大,大量的光線被限制在器件內(nèi)部無法出射,導(dǎo)致出光效率較低。
2、電流擴(kuò)散不均勻
對于大功率 LED 芯片而言,需要大的電流驅(qū)動(一般為 350mA),為了得到均勻的電流擴(kuò)散,需設(shè)計合理的電*結(jié)構(gòu)以使得電流在 P 型層面得到均勻分布,大功率 LED 芯片由于芯片尺寸較大,同時 P 型層的電流很難在 P 型層面得到均勻擴(kuò)散導(dǎo)致電流積聚在電*下方,造成電流擁擠效應(yīng)。由于電流積聚效應(yīng),即電流主要集中在電*正下方區(qū)域,橫向擴(kuò)展比較小,電流分布很不均勻,導(dǎo)致局部電流密度過大。
3、光電特性不穩(wěn)定
由于大功率 LED 芯片器件出光效率底下,大量光線被器件內(nèi)部吸收,這些被吸收的光線在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)換成熱能,造成 LED 芯片結(jié)溫的升高,結(jié)溫的升高不但會造成光衰嚴(yán),嚴(yán)重影響了 LED 芯片的壽命,同時溫度的升高會導(dǎo)致芯片的藍(lán)光波峰向長波長方向偏移(即紅移),造成芯片的發(fā)光波長和熒光粉的激發(fā)波長不匹配,也會造成顯色性的降低。
4、產(chǎn)業(yè)化研究光效遠(yuǎn)低于實驗室研發(fā)水平
國際上主流的 LED 芯片廠商,雖然實驗室研發(fā)已到達(dá)較高的水平,但是產(chǎn)業(yè)化的研究水平依然底下,造成其主要的原因是產(chǎn)業(yè)化不但要考慮到成本的需求同時還要兼顧生產(chǎn)工藝的復(fù)雜程度以及芯片良率的問題。
19LED芯片參考資料
1.葉菲菲 .高光效GaN基LED芯片的設(shè)計與制備:華南理工大學(xué) ,2012
2.蘇達(dá) .大功率LED封裝散熱性能的若干問題研究:浙江大學(xué) ,2008
3.吳躍峰 .大功率GaN基LED芯片的制備:華南理工大學(xué) ,2013
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