Čo je to LED čip? Aké sú teda jeho vlastnosti? Výroba LED čipov je zameraná hlavne na výrobu účinných a spoľahlivých nízkoohmických kontaktných elektród, ktoré dokážu zvládnuť relatívne malý pokles napätia medzi kontaktnými materiálmi a poskytnúť spájkovacie plôšky, pričom vyžarujú čo najviac svetla. Proces prenosu filmu vo všeobecnosti používa metódu vákuového odparovania. Pri vysokom vákuu 4Pa sa materiál roztaví odporovým ohrevom alebo metódou ohrevu bombardovaním elektrónovým lúčom a BZX79C18 sa premení na kovovú paru a nanesie sa na povrch polovodičového materiálu pod nízkym tlakom.
Bežne používané kontaktné kovy typu P zahŕňajú zliatiny ako AuBe a AuZn, zatiaľ čo kontaktný kov na strane N je často vyrobený zo zliatiny AuGeNi. Vrstva zliatiny vytvorená po potiahnutí musí tiež čo najviac odkryť oblasť vyžarujúcu svetlo prostredníctvom technológie fotolitografie, aby zostávajúca vrstva zliatiny mohla spĺňať požiadavky účinných a spoľahlivých nízkoohmických kontaktných elektród a podložiek spájkovacieho drôtu. Po dokončení procesu fotolitografie sa tiež uskutoční proces legovania, zvyčajne pod ochranou H2 alebo N2. Čas a teplota legovania sú zvyčajne určené faktormi, ako sú vlastnosti polovodičových materiálov a tvar zliatinovej pece. Samozrejme, ak je elektródový proces pre modrozelené čipy zložitejší, je potrebné pridať procesy rastu pasivačného filmu a plazmového leptania.

Ktoré procesy vo výrobnom procese LED čipov majú významný vplyv na ich optoelektronický výkon?
Všeobecne povedané, po dokončení výroby epitaxnej LED diódy boli dokončené jej hlavné elektrické vlastnosti a výroba čipu nemení jej základnú povahu. Nevhodné podmienky počas procesov poťahovania a legovania však môžu spôsobiť niektoré zlé elektrické parametre. Napríklad nízke alebo vysoké teploty legovania môžu spôsobiť slabý ohmický kontakt, čo je hlavný dôvod vysokého poklesu napätia VF pri výrobe čipov. Po rezaní môže byť vykonanie niektorých koróznych procesov na okrajoch čipu užitočné na zlepšenie spätného úniku čipu. Je to preto, že po rezaní kotúčom diamantového brúsneho kotúča zostane na okraji triesky veľké množstvo prachu. Ak sa tieto častice prilepia na PN prechod LED čipu, spôsobia elektrický únik a dokonca aj poruchu. Navyše, ak sa fotorezist na povrchu čipu neodlepí čisto, spôsobí to ťažkosti a virtuálne spájkovanie predných spájkovacích línií. Ak je na zadnej strane, spôsobí to aj vysoký pokles tlaku. Počas procesu výroby triesok môžu metódy ako zdrsňovanie povrchu a rezanie do obrátených lichobežníkových štruktúr zvýšiť intenzitu svetla.

Prečo sú LED čipy rozdelené do rôznych veľkostí? Aké sú účinky veľkosti na fotoelektrický výkon LED?
Veľkosť LED čipov možno rozdeliť na čipy s nízkym výkonom, čipy so stredným výkonom a čipy s vysokým výkonom podľa ich výkonu. Podľa požiadaviek zákazníka je možné ho rozdeliť do kategórií, ako je úroveň jednej trubice, digitálna úroveň, bodová úroveň a dekoratívne osvetlenie. Čo sa týka konkrétnej veľkosti čipu, tá závisí od skutočnej úrovne výroby rôznych výrobcov čipov a neexistujú žiadne špecifické požiadavky. Pokiaľ je proces na úrovni, malé čipy môžu zvýšiť jednotkový výkon a znížiť náklady a optoelektronický výkon neprejde zásadnými zmenami. Prúd používaný čipom v skutočnosti súvisí s hustotou prúdu, ktorý ním preteká. Malý čip spotrebuje menej prúdu, zatiaľ čo veľký čip spotrebuje viac prúdu. Ich jednotková prúdová hustota je v podstate rovnaká. Vzhľadom na to, že rozptyl tepla je hlavným problémom pri vysokom prúde, jeho svetelná účinnosť je nižšia ako pri nízkom prúde. Na druhej strane, keď sa plocha zväčšuje, odpor tela čipu sa zníži, čo má za následok zníženie napätia v priepustnom vedení.

Aká je typická oblasť vysokovýkonných LED čipov? prečo?
LED vysokovýkonné čipy používané pre biele svetlo sú vo všeobecnosti dostupné na trhu okolo 40 mil a spotreba energie vysokovýkonných čipov sa vo všeobecnosti vzťahuje na elektrickú energiu nad 1W. Vzhľadom na skutočnosť, že kvantová účinnosť je vo všeobecnosti nižšia ako 20 %, väčšina elektrickej energie sa premieňa na tepelnú energiu, takže odvod tepla čipov s vysokým výkonom je veľmi dôležitý a vyžaduje, aby čipy mali veľkú plochu.

Aké sú rôzne požiadavky na čipový proces a zariadenie na spracovanie na výrobu epitaxných materiálov GaN v porovnaní s GaP, GaAs a InGaAlP? prečo?
Substráty obyčajných LED červených a žltých čipov a kvartérnych červených a žltých čipov s vysokým jasom sú vyrobené zo zložených polovodičových materiálov, ako sú GaP a GaAs, a môžu byť vo všeobecnosti vyrobené na substráty typu N. Mokrý proces sa používa na fotolitografiu a potom sa čepele diamantových brúsnych kotúčov používajú na rezanie na triesky. Modrozelený čip vyrobený z materiálu GaN využíva zafírový substrát. Kvôli izolačnej povahe zafírového substrátu ho nemožno použiť ako jednu elektródu LED. Preto musia byť obidve P / N elektródy súčasne vyrobené na epitaxnom povrchu procesom suchého leptania a musia sa vykonať niektoré pasivačné procesy. Vďaka tvrdosti zafíru je ťažké ho narezať na triesky diamantovým kotúčom brúsneho kotúča. Jeho výrobný proces je vo všeobecnosti zložitejší a komplikovanejší ako LED vyrobené z materiálov GaP alebo GaAs.

Aká je štruktúra a vlastnosti čipu „priehľadnej elektródy“?
Takzvaná priehľadná elektróda musí byť vodivá a priehľadná. Tento materiál je teraz široko používaný v procesoch výroby tekutých kryštálov a jeho názov je indium cín oxid, skrátene ITO, ale nemôže byť použitý ako spájkovacia podložka. Pri výrobe najskôr urobte na povrchu čipu ohmickú elektródu, potom povrch prekryte vrstvou ITO a naneste na povrch ITO vrstvu spájkovacej podložky. Týmto spôsobom je prúd prichádzajúci z elektródy rovnomerne distribuovaný do každej ohmickej kontaktnej elektródy cez vrstvu ITO. Súčasne môže ITO vďaka svojmu indexu lomu medzi indexom lomu vzduchu a epitaxných materiálov zväčšiť uhol vyžarovania svetla a svetelný tok.

Aký je hlavný prúd vývoja čipovej technológie pre polovodičové osvetlenie?
S rozvojom polovodičovej LED technológie sa zvyšuje aj jej uplatnenie v oblasti osvetlenia, najmä vznik bielej LED, ktorá sa stala horúcou témou v polovodičovom osvetlení. Kľúčové technológie čipov a obalov je však stále potrebné zlepšovať a pokiaľ ide o čipy, musíme sa vyvíjať smerom k vysokému výkonu, vysokej svetelnej účinnosti a zníženému tepelnému odporu. Zvýšenie výkonu znamená zvýšenie prúdu spotrebovaného čipom a priamejším spôsobom je zvýšenie veľkosti čipu. Bežne používané vysokovýkonné čipy sú okolo 1 mm × 1 mm, s prúdom 350 mA. Vzhľadom na nárast súčasného používania sa rozptyl tepla stal prominentným problémom a teraz je tento problém v podstate vyriešený metódou inverzie čipu. S rozvojom LED technológie bude jej aplikácia v oblasti osvetlenia čeliť bezprecedentným príležitostiam a výzvam.

Čo je to „flip chip“? Aká je jeho štruktúra? Aké sú jeho výhody?
Modrá LED zvyčajne používa substrát Al2O3, ktorý má vysokú tvrdosť, nízku tepelnú a elektrickú vodivosť. Ak sa použije pozitívna štruktúra, prinesie to na jednej strane antistatické problémy a na druhej strane sa v podmienkach vysokého prúdu stane veľkým problémom aj odvod tepla. Medzitým v dôsledku kladnej elektródy smerujúcej nahor bude časť svetla blokovaná, čo vedie k zníženiu svetelnej účinnosti. Vysoko výkonná modrá LED môže dosiahnuť efektívnejší svetelný výkon prostredníctvom technológie inverzie čipu ako tradičná technológia balenia.
Hlavnou metódou obrátenej štruktúry je teraz najskôr pripraviť veľké modré LED čipy s vhodnými eutektickými spájkovacími elektródami a súčasne pripraviť o niečo väčší kremíkový substrát ako modrý LED čip a potom vytvoriť zlatú vodivú vrstvu a vyviesť drôt. vrstva (ultrazvukový zlatý drôtený guľôčkový spoj) na eutektické spájkovanie na ňom. Potom sa vysokovýkonný modrý LED čip prispájkuje ku kremíkovému substrátu pomocou eutektického spájkovacieho zariadenia.
Charakteristickým znakom tejto štruktúry je, že epitaxná vrstva sa priamo dotýka kremíkového substrátu a tepelný odpor kremíkového substrátu je oveľa nižší ako tepelný odpor zafírového substrátu, takže problém rozptylu tepla je dobre vyriešený. Vďaka obrátenému zafírovému substrátu smerujúcemu nahor sa z neho stáva svetlo vyžarujúci povrch a zafír je priehľadný, čím sa rieši problém vyžarovania svetla. Vyššie uvedené sú relevantné znalosti LED technológie. Veríme, že s rozvojom vedy a techniky budú budúce LED svetlá čoraz efektívnejšie a ich životnosť sa výrazne zvýši, čo nám prinesie väčšie pohodlie.