LED 芯片基礎(chǔ)知識(shí)專題介紹

作者：時(shí)間：2011-07-25 來源：網(wǎng)絡(luò)

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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.）開發(fā)出第一種實(shí)際應(yīng)用的可見光發(fā)光二極管。LED 是英文 light emitting diode（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。

二、LED 芯片的原理

LED（Light Emitting Diode），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)氧樹脂封裝起來。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(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N 結(jié)”。當(dāng)電流通過導(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：ES、（聯(lián)詮、元坤，連勇，國(guó)聯(lián)），廣鎵光電（Huga），新世紀(jì)（Genesis Photonics），華上（Arima Optoelectronics）簡(jiǎn)稱：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：TK，曜富洲技TC，燦圓（Formosa Epitaxy），國(guó)通，聯(lián)鼎，全新光電（VPEC）等。華興（Ledtech Electronics）、東貝（Unity Opto Technology）、光鼎（Para Light Electronics）、億光（Everlight Electronics）、佰鴻（Bright LED Electronics）、今臺(tái)（Kingbright）、菱生精密（Lingsen Precision Industries）、立基（Ligitek Electronics）、光寶（Lite-On Technology）、宏齊(HARVATEK)等。

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

1.MB 芯片定義與特點(diǎn)

定義：Metal Bonding(金屬粘著）芯片；該芯片屬于 UEC 的專利產(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。
Thermal Conductivity
GaAs: 46W/m-K GaP: 77W/m-K
Si: 125～150W/m-K
Cupper:300~400W/m-k
SiC: 490W/m-K

（2）通過金屬層來接合(wafer bonding)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 High power 領(lǐng)域，eg:42mil MB。

2.GB 芯片定義和特點(diǎn)

定義：Glue Bonding(粘著結(jié)合）芯片；該芯片屬于 UEC 的專利產(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(Absorbable structure)芯片的 2 倍以上，藍(lán)寶石襯底類似 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 TS 芯片的水平(8.6mil)。