Como são fabricados os chips LED?

O que é um chip LED? Então, quais são suas características? O principal objetivo da fabricação de chips LED é fabricar eletrodos de contato de baixo ohm eficazes e confiáveis ​​e atender à queda de tensão relativamente pequena entre os materiais contatáveis ​​e fornecer almofadas de pressão para fios de solda, enquanto maximiza a quantidade de saída de luz. O processo de filme cruzado geralmente usa o método de evaporação a vácuo. Sob alto vácuo de 4Pa, o material é derretido por aquecimento por resistência ou método de aquecimento por bombardeio por feixe de elétrons, e BZX79C18 é transformado em vapor metálico e depositado na superfície do material semicondutor sob baixa pressão.
Os metais de contato do tipo P comumente usados ​​incluem ligas como AuBe e AuZn, enquanto o metal de contato no lado N é frequentemente feito de liga AuGeNi. A camada de liga formada após o revestimento também precisa ser exposta tanto quanto possível na área luminescente através do processo de fotolitografia, para que a camada de liga restante possa atender aos requisitos de eletrodos de contato de baixo ohm eficazes e confiáveis ​​e almofadas de pressão de fio de solda. Após a conclusão do processo de fotolitografia, ele também precisa passar pelo processo de liga, que geralmente é realizado sob proteção de H2 ou N2. O tempo e a temperatura da liga são geralmente determinados por fatores como as características dos materiais semicondutores e a forma do forno de liga. Obviamente, se os processos de eletrodo azul-verde e outros processos de eletrodo de chip forem mais complexos, é necessário adicionar crescimento de filme de passivação, processos de gravação de plasma, etc.
No processo de fabricação de chips LED, quais processos têm impacto significativo no seu desempenho optoeletrônico?
De modo geral, após a conclusão da produção epitaxial do LED, seu principal desempenho elétrico foi finalizado e a fabricação de chips não altera sua natureza de produção principal. No entanto, condições inadequadas durante o processo de revestimento e liga podem fazer com que alguns parâmetros elétricos sejam ruins. Por exemplo, temperaturas de liga baixas ou altas podem causar mau contato ôhmico, que é a principal causa da alta queda de tensão direta VF na fabricação de chips. Após o corte, alguns processos de corrosão nas bordas do cavaco podem ser úteis para melhorar o vazamento reverso do cavaco. Isso ocorre porque após o corte com uma lâmina de rebolo diamantado, haverá muitos detritos residuais e pó na borda do cavaco. Se essas partículas aderirem à junção PN do chip LED, causarão vazamento elétrico e até mesmo quebra. Além disso, se o fotorresistente na superfície do chip não for removido corretamente, causará dificuldades na soldagem frontal e na soldagem virtual. Se estiver na parte traseira, também causará uma grande queda de pressão. Durante o processo de produção de chips, estruturas rugosas e trapezoidais podem ser usadas para aumentar a intensidade da luz.
Por que os chips de LED precisam ser divididos em tamanhos diferentes? Qual é o impacto do tamanho no desempenho optoeletrônico do LED?
Os chips de LED podem ser divididos em chips de baixa potência, chips de média potência e chips de alta potência com base na potência. De acordo com as necessidades do cliente, pode ser dividido em categorias como nível de tubo único, nível digital, nível de matriz de pontos e iluminação decorativa. Quanto ao tamanho específico do chip, depende do nível real de produção dos diferentes fabricantes de chips e não há requisitos específicos. Desde que o processo seja aprovado, o chip pode aumentar a produção da unidade e reduzir custos, e o desempenho fotoelétrico não sofrerá alterações fundamentais. A corrente usada por um chip está, na verdade, relacionada à densidade de corrente que flui através do chip. Um chip pequeno usa menos corrente, enquanto um chip grande usa mais corrente, e sua densidade de corrente unitária é basicamente a mesma. Considerando que a dissipação de calor é o principal problema sob altas correntes, sua eficiência luminosa é menor do que sob baixas correntes. Por outro lado, à medida que a área aumenta, a resistência do corpo do chip diminuirá, resultando numa diminuição da tensão de condução direta.

Qual é a área geral dos chips LED de alta potência? Por que?
Os chips LED de alta potência usados ​​para luz branca são geralmente vistos no mercado em torno de 40mil, e a potência usada para chips de alta potência geralmente se refere a uma potência elétrica superior a 1W. Devido à eficiência quântica ser geralmente inferior a 20%, a maior parte da energia elétrica é convertida em energia térmica, portanto a dissipação de calor é importante para chips de alta potência, exigindo que tenham uma grande área.
Quais são os diferentes requisitos para tecnologia de chips e equipamentos de processamento para fabricação de materiais epitaxiais GaN em comparação com GaP, GaAs e InGaAlP? Por que?
Os substratos de chips LED vermelhos e amarelos comuns e chips quaternários vermelhos e amarelos de alto brilho usam materiais semicondutores compostos, como GaP e GaAs, e geralmente podem ser transformados em substratos do tipo N. Usando processo úmido para fotolitografia e posteriormente cortando cavacos usando lâminas de rebolo diamantado. O chip azul esverdeado feito de material GaN usa um substrato de safira. Devido à natureza isolante do substrato de safira, ele não pode ser usado como eletrodo de LED. Portanto, ambos os eletrodos P/N devem ser feitos na superfície epitaxial por ataque a seco e alguns processos de passivação devem ser realizados. Devido à dureza da safira, é difícil cortar lascas com lâminas de rebolo diamantado. Seu processo de fabricação é geralmente mais complexo que o dos materiais GaP e GaAs paraHolofotes LED.

Qual é a estrutura e as características de um chip de “eletrodo transparente”?
O chamado eletrodo transparente deve ser capaz de conduzir eletricidade e transmitir luz. Este material é agora amplamente utilizado em processos de produção de cristal líquido e seu nome é óxido de índio e estanho, abreviado como ITO, mas não pode ser usado como almofada de solda. Ao fazer, é necessário primeiro preparar um eletrodo ôhmico na superfície do chip, depois cobrir a superfície com uma camada de ITO e, em seguida, depositar uma camada de almofadas de solda na superfície do ITO. Desta forma, a corrente que desce do fio condutor é distribuída uniformemente através da camada ITO para cada eletrodo de contato ôhmico. Ao mesmo tempo, devido ao índice de refração do ITO estar entre o ar e o índice de refração do material epitaxial, o ângulo da luz pode ser aumentado e o fluxo luminoso também pode ser aumentado.

Qual é o principal desenvolvimento da tecnologia de chips para iluminação de semicondutores?
Com o desenvolvimento da tecnologia LED semicondutora, sua aplicação na área de iluminação também está aumentando, principalmente o surgimento do LED branco, que se tornou um tema quente na iluminação semicondutora. No entanto, os principais chips e tecnologias de embalagem ainda precisam ser melhorados, e o desenvolvimento de chips deve se concentrar em alta potência, alta eficiência luminosa e redução da resistência térmica. Aumentar a potência significa aumentar a corrente de uso do chip, e uma forma mais direta é aumentar o tamanho do chip. Os chips de alta potência comumente usados ​​têm cerca de 1 mm x 1 mm, com uma corrente de uso de 350 mA. Devido ao aumento na corrente de uso, a dissipação de calor tornou-se um problema proeminente. Agora, o método de inversão de chips basicamente resolveu esse problema. Com o desenvolvimento da tecnologia LED, a sua aplicação no campo da iluminação enfrentará oportunidades e desafios sem precedentes.
O que é um chip invertido? Qual a sua estrutura e quais as suas vantagens?
Os LEDs de luz azul geralmente usam substratos de Al2O3, que possuem alta dureza, baixa condutividade térmica e condutividade elétrica. Se for utilizada uma estrutura formal, por um lado, trará problemas antiestáticos e, por outro lado, a dissipação de calor também se tornará um grande problema em condições de alta corrente. Ao mesmo tempo, devido ao eletrodo positivo voltado para cima, bloqueará parte da luz e reduzirá a eficiência luminosa. LEDs de luz azul de alta potência podem obter uma saída de luz mais eficaz por meio da tecnologia chip flip do que as técnicas de embalagem tradicionais.
A atual abordagem de estrutura invertida convencional é primeiro preparar chips LED de luz azul de grande porte com eletrodos de soldagem eutética adequados e, ao mesmo tempo, preparar um substrato de silício ligeiramente maior que o chip LED de luz azul e, em cima dele, fazer um camada condutora de ouro para soldagem eutética e uma camada de saída (junta de solda esférica de fio de ouro ultrassônico). Em seguida, chips de LED azuis de alta potência são soldados junto com substratos de silício usando equipamento de soldagem eutética.
A característica desta estrutura é que a camada epitaxial entra em contato direto com o substrato de silício, e a resistência térmica do substrato de silício é muito menor que a do substrato de safira, portanto o problema de dissipação de calor está bem resolvido. Devido ao fato do substrato de safira ficar voltado para cima após a inversão, tornando-se a superfície emissora, a safira fica transparente, resolvendo assim o problema de emissão de luz. O acima é o conhecimento relevante da tecnologia LED. Acredito que com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia,Luzes LEDse tornarão cada vez mais eficientes no futuro e sua vida útil será bastante melhorada, trazendo-nos maior comodidade.


Horário da postagem: 06 de maio de 2024