Com es fabriquen els xips LED?

Què és un xip LED? Aleshores, quines són les seves característiques? L'objectiu principal de la fabricació de xips LED és fabricar elèctrodes de contacte de baix ohm efectius i fiables i satisfer la caiguda de tensió relativament petita entre els materials contactables i proporcionar coixinets de pressió per soldar cables, alhora que maximitza la quantitat de llum. El procés de pel·lícula creuada utilitza generalment el mètode d'evaporació al buit. Sota un buit elevat de 4 Pa, el material es fon mitjançant un mètode de calefacció per resistència o un bombardeig d'electrons, i BZX79C18 es transforma en vapor metàl·lic i es diposita a la superfície del material semiconductor a baixa pressió.
Els metalls de contacte de tipus P que s'utilitzen habitualment inclouen aliatges com AuBe i AuZn, mentre que el metall de contacte del costat N sovint està fet d'aliatge AuGeNi. La capa d'aliatge formada després del recobriment també s'ha d'exposar tant com sigui possible a la zona luminiscent mitjançant un procés de fotolitografia, de manera que la capa d'aliatge restant pugui complir els requisits d'elèctrodes de contacte de baix ohm efectius i fiables i pastilles de pressió de filferro de soldadura. Un cop finalitzat el procés de fotolitografia, també cal passar pel procés d'aliatge, que normalment es realitza sota la protecció de H2 o N2. El temps i la temperatura d'aliatge solen estar determinats per factors com ara les característiques dels materials semiconductors i la forma del forn d'aliatge. Per descomptat, si els processos d'elèctrodes blau-verd i altres xips són més complexos, cal afegir el creixement de la pel·lícula de passivació, processos de gravat per plasma, etc.
En el procés de fabricació de xips LED, quins processos tenen un impacte significatiu en el seu rendiment optoelectrònic?
En termes generals, un cop finalitzada la producció epitaxial LED, s'ha finalitzat el seu rendiment elèctric principal i la fabricació de xips no altera la seva naturalesa de producció bàsica. Tanmateix, condicions inadequades durant el procés de recobriment i aliatge poden provocar que alguns paràmetres elèctrics siguin pobres. Per exemple, les temperatures baixes o altes d'aliatge poden provocar un contacte òhmic deficient, que és la causa principal de la caiguda de tensió directa VF en la fabricació de xips. Després del tall, alguns processos de corrosió a les vores del xip poden ser útils per millorar la fuita inversa del xip. Això es deu al fet que després de tallar amb una fulla de mola de diamant, hi haurà molts residus i pols residuals a la vora de l'encenall. Si aquestes partícules s'enganxen a la unió PN del xip LED, provocaran fuites elèctriques i fins i tot avaria. A més, si el fotoresistent a la superfície del xip no es desprèn netament, provocarà dificultats en la soldadura frontal i la soldadura virtual. Si està a la part posterior, també provocarà una gran caiguda de pressió. Durant el procés de producció d'encenalls, es poden utilitzar estructures de rugositat superficial i trapezoïdals per augmentar la intensitat de la llum.
Per què els xips LED s'han de dividir en diferents mides? Quin és l'impacte de la mida en el rendiment optoelectrònic LED?
Els xips LED es poden dividir en xips de baixa potència, xips de potència mitjana i xips d'alta potència basats en la potència. Segons els requisits del client, es pot dividir en categories com ara nivell de tub únic, nivell digital, nivell de matriu de punts i il·luminació decorativa. Pel que fa a la mida específica del xip, depèn del nivell de producció real dels diferents fabricants de xip i no hi ha requisits específics. Mentre es superi el procés, el xip pot augmentar la producció de la unitat i reduir els costos, i el rendiment fotoelèctric no patirà canvis fonamentals. El corrent utilitzat per un xip està realment relacionat amb la densitat de corrent que flueix pel xip. Un xip petit utilitza menys corrent, mentre que un xip gran utilitza més corrent, i la seva densitat de corrent és bàsicament la mateixa. Tenint en compte que la dissipació de calor és el principal problema amb un corrent elevat, la seva eficiència lluminosa és inferior a la que hi ha amb un corrent baix. D'altra banda, a mesura que augmenta l'àrea, la resistència corporal del xip disminuirà, donant lloc a una disminució de la tensió de conducció directa.

Quina és l'àrea general dels xips LED d'alta potència? Per què?
Els xips LED d'alta potència utilitzats per a la llum blanca es veuen generalment al mercat al voltant de 40 mil, i la potència utilitzada per als xips d'alta potència es refereix generalment a una potència elèctrica de més d'1W. Com que l'eficiència quàntica generalment és inferior al 20%, la major part de l'energia elèctrica es converteix en energia tèrmica, de manera que la dissipació de calor és important per als xips d'alta potència, i requereix que tinguin una gran àrea.
Quins són els diferents requisits per a la tecnologia de xips i els equips de processament per a la fabricació de materials epitaxials GaN en comparació amb GaP, GaAs i InGaAlP? Per què?
Els substrats dels xips LED vermells i grocs normals i els xips vermells i grocs quaternaris d'alta brillantor utilitzen materials semiconductors compostos com GaP i GaAs, i generalment es poden convertir en substrats de tipus N. S'utilitza un procés humit per a la fotolitografia i, posteriorment, es talla en encenalls amb fulles de mòlta de diamant. El xip blau-verd fet de material GaN utilitza un substrat de safir. A causa de la naturalesa aïllant del substrat de safir, no es pot utilitzar com a elèctrode LED. Per tant, els dos elèctrodes P/N s'han de fer a la superfície epitaxial mitjançant gravat en sec i s'han de realitzar alguns processos de passivació. A causa de la duresa del safir, és difícil tallar en estelles amb fulles de mòlta de diamant. El seu procés de fabricació és generalment més complex que el dels materials GaP i GaAsLlums d'inundació LED.

Quina és l'estructura i les característiques d'un xip "elèctrode transparent"?
L'anomenat elèctrode transparent hauria de ser capaç de conduir l'electricitat i poder transmetre la llum. Aquest material ara s'utilitza àmpliament en els processos de producció de cristalls líquids i el seu nom és òxid d'estany d'indi, abreujat com ITO, però no es pot utilitzar com a coixinet de soldadura. En fer-ho, primer cal preparar un elèctrode òhmic a la superfície del xip, després cobrir la superfície amb una capa d'ITO i després dipositar una capa de coixinets de soldadura a la superfície d'ITO. D'aquesta manera, el corrent que baixa del cable conductor es distribueix uniformement per la capa ITO a cada elèctrode de contacte òhmic. Al mateix temps, a causa de l'índex de refracció de l'ITO entre l'aire i l'índex de refracció del material epitaxial, es pot augmentar l'angle de llum i també es pot augmentar el flux de llum.

Quin és el desenvolupament principal de la tecnologia de xips per a la il·luminació de semiconductors?
Amb el desenvolupament de la tecnologia LED de semiconductors, la seva aplicació en el camp de la il·luminació també està augmentant, especialment l'aparició del LED blanc, que s'ha convertit en un tema candent en la il·luminació de semiconductors. No obstant això, encara s'han de millorar les fitxes clau i les tecnologies d'embalatge, i el desenvolupament de xips s'ha de centrar en l'alta potència, l'alta eficiència lumínica i la reducció de la resistència tèrmica. Augmentar la potència significa augmentar el corrent d'ús del xip, i una manera més directa és augmentar la mida del xip. Els xips d'alta potència que s'utilitzen habitualment són d'uns 1 mm x 1 mm, amb un corrent d'ús de 350 mA. A causa de l'augment del corrent d'ús, la dissipació de calor s'ha convertit en un problema destacat. Ara, el mètode d'inversió de xip ha resolt bàsicament aquest problema. Amb el desenvolupament de la tecnologia LED, la seva aplicació en el camp de la il·luminació s'enfrontarà a oportunitats i reptes sense precedents.
Què és un xip invertit? Quina és la seva estructura i quins avantatges té?
Els LED de llum blava solen utilitzar substrats Al2O3, que tenen una alta duresa, baixa conductivitat tèrmica i conductivitat elèctrica. Si s'utilitza una estructura formal, d'una banda, comportarà problemes antiestàtics i, d'altra banda, la dissipació de calor també es convertirà en un problema important en condicions de corrent elevat. Al mateix temps, a causa de l'elèctrode positiu cap amunt, bloquejarà part de la llum i reduirà l'eficiència lluminosa. Els LED de llum blava d'alta potència poden aconseguir una emissió de llum més eficaç mitjançant la tecnologia de xip flip que les tècniques d'embalatge tradicionals.
L'enfocament actual d'estructura invertida és preparar primer xips LED de llum blava de gran mida amb elèctrodes de soldadura eutèctics adequats i, al mateix temps, preparar un substrat de silici una mica més gran que el xip LED de llum blava i, a sobre, fer un capa conductora d'or per a la soldadura eutèctica i una capa de plom (unió de soldadura de bola de fil d'or per ultrasons). A continuació, els xips LED blaus d'alta potència es solden juntament amb substrats de silici mitjançant equips de soldadura eutèctica.
La característica d'aquesta estructura és que la capa epitaxial contacta directament amb el substrat de silici i la resistència tèrmica del substrat de silici és molt inferior a la del substrat de safir, de manera que el problema de la dissipació de la calor està ben resolt. A causa del fet que el substrat de safir mira cap amunt després de la inversió, convertint-se en la superfície emissora, el safir és transparent, resolent així el problema de l'emissió de llum. L'anterior és el coneixement rellevant de la tecnologia LED. Crec que amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia,Llums LEDseran cada cop més eficients en el futur, i la seva vida útil millorarà molt, aportant-nos una major comoditat.


Hora de publicació: maig-06-2024