led芯片知识大全：分类，制造，参数。
我们在买灯具的时候，经常会听说led芯片，那么，led芯片究竟是什么呢？下面就带着大家了解下。
led芯片也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的p-n结。其主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。
半导体晶片由两部分组成，一部分是p型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是n型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个p-n结。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向p区，在p区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是led发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成p-n结的材料决定的。
分类。用途：根据用途分为大功率led芯片、小功率led芯片两种；
颜色：主要分为三种：红色、绿色、蓝色（制作白光的原料）；
形状：一般分为方片、圆片两种；
大小：小功率的芯片一般分为8mil、9mil、12mil、14mil等
片尺寸。大功率led芯片有尺寸为38*38mil，40*40mil，45*45mil等三种当然芯片尺寸是可以订制的，这只是一般常见的规格。mil是尺寸单位，一个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规格。
理论上来说，芯片越大，能承受的电流及功率就越大。不过芯片材质及制程也是影响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，其他厂牌同样大小的芯片，最多能承受到2w。
发光亮度。一般亮度：r(红色gaasp655nm)、h(高红gap697nm)、g(绿色gap565nm)、y(黄色gaasp/gap585nm)、e(桔色gaasp/gap635nm)等；
高亮度：vg(较亮绿色gap565nm)、vy(较亮黄色gaasp/gap585nm)、sr(较亮红色gaa/as660nm)；
超高亮度：ug﹑uy﹑ur﹑uys﹑urf﹑ue等。
二元晶片(磷﹑镓)：h﹑g等；
三元晶片(磷﹑镓﹑砷)：sr(较亮红色gaa/as660nm)、hr(超亮红色gaalas660nm)、ur(最亮红色gaalas660nm)等；
四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟)：srf(较亮红色algalnp)、hrf(超亮红色algalnp)、urf(最亮红色algalnp630nm)、vy(较亮黄色gaasp/gap585nm)、hy(超亮黄色algalnp595nm)、uy(最亮黄色algalnp595nm)、uys(最亮黄色algalnp587nm)、ue(最亮桔色algalnp620nm)、he(超亮桔色algalnp620nm)、ug(最亮绿色aigalnp574nm)led等。
衬底。对于制作led芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和led器件的要求进行选择。
三种衬底材料：蓝宝石（al2o3）、硅（si）、碳化硅（sic）。
蓝宝石衬底：
蓝宝石的优点：1.生产技术成熟、器件质量较好；2.稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；3.机械强度高，易于处理和清洗。
蓝宝石的不足：1.晶格失配和热应力失配，会在外延层中产生大量缺陷；2.
蓝宝石是一种绝缘体，在上表面制作两个电极，造成了有效发光面积减少；3.增加了光刻、蚀刻工艺过程，制作成本高。
硅是热的良导体，所以器件的导热性能可以明显改善，从而延长了器件的寿命。
碳化硅衬底（cree公司专门采用sic材料作为衬底）的led芯片，电极是l型电极，电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好，有利于做成面积较大的大功率器件。优点：
碳化硅的导热系数为490w/m·k，要比蓝宝石衬底高出10倍以上。不足：碳化硅制造成本较高，实现其商业化还需要降低相应的成本。
led特点。
1）四元芯片，采用movpe工艺制备，亮度相对于常规芯片要亮。
2）信赖性优良。
3）应用广泛。
4）安全性高。
5）寿命长。
如何评判。led芯片的**：一般情况系下方片的**要高于圆片的**，大功率led芯片肯定要高于小功率led芯片，进口的要高于国产的，进口的****从日本、美国、台湾依次减低。
led芯片的质量：评价led芯片的质量主要从裸晶亮度、衰减度两个主要标准来衡量，在封装过程中主要从led芯片封装的成品率来计算。
制造流程。总的来说，led制作流程分为两大部分：
1.首先在衬底上制作氮化镓（gan）基的外延片，这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉(mocvd)中完成的。准备好制作gan基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。
常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有gaas、aln、zno等材料。
mocvd是利用气相反应物（前驱物）及ⅲ族的有机金属和ⅴ族的nh3在衬底表面进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。mocvd外延炉是制作led外延片最常用的设备。
2.然后是对led pn结的两个电极进行加工，电极加工也是制作led芯片的关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对led**进行划片、测试和分选，就可以得到所需的led芯片。如果芯片清洗不够乾净，蒸镀系统不正常，会导致蒸镀出来的金属层（指蚀刻后的电极）会有脱落，金属层外观变色，金泡等异常。
蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片，因此会产生夹痕（在目检必须挑除）。黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相**、显影等，若显影不完全及光罩有破洞会有发光区残多出金属。
芯片在前段工艺中，各项工艺如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都必须使用镊子及花篮、载具等，因此会有芯片电极刮伤情形发生。
制作工艺。芯片检验。
镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑lockhill芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完整。
扩片。由于led芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm)，不利于后工序的操作。
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，使led芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。
点胶。在led支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。对于gaas、sic导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。
对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光led芯片，采用绝缘胶来固定芯片。
工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。
备胶。和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在led背面电极上，然后把背部带银胶的led安装在led支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。
手工刺片。将扩张后led芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上，led支架放在夹具底下，在显微镜下用针将led芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。
自动装架。自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤，先在led支架上点上银胶(绝缘胶)，然后用真空吸嘴将led芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。
在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对led芯片表面的损伤，特别是蓝、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。
烧结。烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。
根据实际情况可以调整到170℃，1小时。绝缘胶一般150℃，1小时。
银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时(或1小时)打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。
压焊。压焊的目的是将电极引到led芯片上，完成产品内外引线的连接工作。
led的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。铝丝压焊的过程为先在led芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。
压焊是led封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状，焊点形状，拉力。
封胶。led的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。(一般的led无法通过气密性试验)
led点胶top-led和side-led适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光led)，主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光led的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。
led灌胶封装lamp-led的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在led成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的led支架，放入烘箱让环氧固化后，将led从模腔中脱出即成型。
led模压封装将压焊好的led支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个led成型槽中并固化。
固化与后固化。
固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。模压封装一般在150℃，4分钟。后固化是为了让环氧充分固化，同时对led进行热老化。
后固化对于提高环氧与支架(pcb)的粘接强度非常重要。一般条件为120℃，4小时。
切筋和划片。
由于led在生产中是连在一起的(不是单个)，lamp封装led采用切筋切断led支架的连筋。smd-led则是在一片pcb板上，需要划片机来完成分离工作。
测试。测试led的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对led产品进行分选。
计数方法。led芯片因为大小一般都在大小：小功率的芯片一般分为8mil、9mil、12mil、14mil等，跟头发细一样细，以前人工计数时候非常辛苦，而且准确率极底，2012年厦门好景科技有开发一套专门针对led芯片计数的软件，仪器整合了高清晰度数字技术来鉴别最困难的计数问题。
led芯片专用计数仪设备是由百万象素工业专用的ccd和百万象素镜头的硬件，整合了高清晰度图像数字技术的软件组成的，主要用来计算出led芯片的数量。该led芯片专用计数仪通过高速的图像获取及视觉识别处理，准确、快速地计数led芯片，操作简单，使用方便。
该设备装有新型的照明配置，因照明上的均匀一致性及应用百万象素的ccd及镜头，确保了led芯片成像的清晰度，配合高技术的计数软件，从而保证了计数的准确度。同时软件会将每次计数的结果储存在数据库中，方便打印与追溯对比分析。
技术参数。1．成像特性：
镜头：12mm、f1.8高保真光学镜头。
ccd规格：300万像素/500万像素，真彩。
图像拍摄：手动对焦，可专业级地精细成像led芯片。
图像调整：手动调整亮度；自动调整对比度、饱和度。
2．计数特性：
快速的计算出led芯片总数，可根据需要折扣数量，并显示和输出计数结果。
可计数≥5mil(或0.127mm)不透明led芯片。
可计数双电极透明的led芯片。
计数速度：2000～8000个led芯片/s的统计速度，无需扫描即成像即计数。
简便易用：真正一键式操作，鼠标一点，结果即现。软件界面美观，操作简便。
参数释疑：正向工作电流if：它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择if在0.6·ifm以下。
正向工作电压vf：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在if=20ma时测得的。
发光二极体正向工作电压vf在1.4～3v。在外界温度升高时，vf将下降。
v-i特性：发光二极体的电压与电流的关系，在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。
发光强度iv：发光二极体的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）w/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。
由于一般led的发光二极管强度小，所以发光强度常用烛光(坎德拉，mcd)作单位。
led的发光角度：-90°-+90°
光谱半宽度δλ：它表示发光管的光谱纯度。
半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。
全形：根据led发光立体角换算出的角度，也叫平面角。
视角：指led发光的最大角度，根据视角不同，应用也不同，也叫光强角。
半形：法向0°与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说，是最大发光强度值与最大发光强度值/2所对应的夹角。
led的封装技术导致最大发光角度并不是法向0°的光强值，引入偏差角，指得是最大发光强度对应的角度与法向0°之间的夹角。
最大正向直流电流ifm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。
最大反向电压vrm：所允许加的最大反向电压即击穿电压。超过此值，发光二极体可能被击穿损坏。
工作环境topm：发光二极体可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极体将不能正常工作，效率大大降低。
允许功耗pm：允许加于led两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，led发热、损坏。