Co to jest chip LED? Jakie są zatem jego cechy? Produkcja chipów LED ma na celu głównie produkcję skutecznych i niezawodnych niskoomowych elektrod kontaktowych, które są w stanie wytrzymać stosunkowo niewielki spadek napięcia pomiędzy materiałami stykowymi i zapewnić pola lutownicze, emitując jednocześnie jak najwięcej światła. W procesie przenoszenia folii zazwyczaj wykorzystuje się metodę odparowania próżniowego. W wysokiej próżni 4Pa materiał topi się metodą ogrzewania oporowego lub bombardowania wiązką elektronów, a BZX79C18 przekształca się w pary metalu i osadza na powierzchni materiału półprzewodnikowego pod niskim ciśnieniem.
Powszechnie stosowane metale kontaktowe typu P obejmują stopy takie jak AuBe i AuZn, natomiast metal kontaktowy po stronie N jest często wykonany ze stopu AuGeNi. Warstwa stopu utworzona po pokryciu musi również w jak największym stopniu odsłonić obszar emitujący światło dzięki technologii fotolitografii, tak aby pozostała warstwa stopu mogła spełniać wymagania skutecznych i niezawodnych niskoomowych elektrod kontaktowych i pól lutowniczych. Po zakończeniu procesu fotolitografii przeprowadza się także proces stopowania, zwykle pod ochroną H2 lub N2. Czas i temperatura tworzenia stopu są zwykle określane przez takie czynniki, jak charakterystyka materiałów półprzewodnikowych i forma pieca stopowego. Oczywiście, jeśli proces elektrodowy dla niebiesko-zielonych chipów jest bardziej złożony, należy dodać procesy wzrostu warstwy pasywacyjnej i trawienia plazmowego.

Które procesy w procesie produkcji chipów LED mają znaczący wpływ na ich parametry optoelektroniczne?
Ogólnie rzecz biorąc, po zakończeniu produkcji epitaksjalnej diod LED ustalono ich główne właściwości elektryczne, a produkcja chipów nie zmienia ich podstawowego charakteru. Jednakże nieodpowiednie warunki podczas procesów powlekania i tworzenia stopów mogą powodować pogorszenie parametrów elektrycznych. Na przykład niskie lub wysokie temperatury tworzenia stopów mogą powodować słaby kontakt omowy, co jest główną przyczyną wysokiego spadku napięcia przewodzenia VF w produkcji chipów. Po cięciu przeprowadzenie procesów korozyjnych na krawędziach wióra może pomóc w poprawie wycieku zwrotnego wióra. Dzieje się tak dlatego, że po cięciu tarczą diamentową na krawędzi wióra pozostanie duża ilość pyłu. Jeśli te cząstki przylgną do złącza PN chipa LED, spowodują upływ prądu, a nawet awarię. Dodatkowo, jeśli fotomaska ​​na powierzchni chipa nie zostanie czysto oderwana, spowoduje to trudności i wirtualne lutowanie przednich linii lutowniczych. Jeśli znajduje się z tyłu, spowoduje to również duży spadek ciśnienia. Podczas procesu produkcji wiórów metody takie jak szorstkowanie powierzchni i cięcie w struktury odwróconego trapezu mogą zwiększyć natężenie światła.

Dlaczego chipy LED są podzielone na różne rozmiary? Jaki wpływ ma rozmiar na wydajność fotoelektryczną diody LED?
Rozmiar chipów LED można podzielić na chipy o małej mocy, chipy o średniej mocy i chipy o dużej mocy, w zależności od ich mocy. Zgodnie z wymaganiami klienta można go podzielić na kategorie, takie jak poziom pojedynczej lampy, poziom cyfrowy, poziom matrycy punktowej i oświetlenie dekoracyjne. Jeśli chodzi o konkretny rozmiar chipa, zależy on od rzeczywistego poziomu produkcji różnych producentów chipów i nie ma konkretnych wymagań. Dopóki proces przebiega zgodnie ze standardami, małe chipy mogą zwiększyć wydajność jednostkową i obniżyć koszty, a wydajność optoelektroniczna nie ulegnie zasadniczym zmianom. Prąd zużywany przez chip jest w rzeczywistości powiązany z gęstością prądu przepływającego przez niego. Mały chip zużywa mniej prądu, podczas gdy duży chip zużywa więcej prądu. Ich jednostkowa gęstość prądu jest w zasadzie taka sama. Biorąc pod uwagę, że rozpraszanie ciepła jest głównym problemem przy wysokim natężeniu prądu, jego skuteczność świetlna jest niższa niż przy niskim natężeniu prądu. Z drugiej strony, wraz ze wzrostem powierzchni, rezystancja korpusu chipa będzie się zmniejszać, co spowoduje spadek napięcia przewodzenia do przodu.

Jaki jest typowy obszar chipów LED dużej mocy? Dlaczego?
Chipy LED o dużej mocy stosowane do emitowania światła białego są ogólnie dostępne na rynku w ilości około 40 mil, a pobór mocy przez chipy o dużej mocy ogólnie odnosi się do mocy elektrycznej powyżej 1 W. Ze względu na fakt, że sprawność kwantowa jest na ogół mniejsza niż 20%, większość energii elektrycznej zamieniana jest na energię cieplną, dlatego odprowadzanie ciepła przez chipy o dużej mocy jest bardzo ważne i wymaga, aby chipy miały dużą powierzchnię.

Jakie są różne wymagania dotyczące procesu chipowania i sprzętu przetwarzającego do produkcji materiałów epitaksjalnych GaN w porównaniu z GaP, GaAs i InGaAlP? Dlaczego?
Podłoża zwykłych czerwonych i żółtych chipów LED oraz czwartorzędowych czerwonych i żółtych chipów o wysokiej jasności są wykonane ze złożonych materiałów półprzewodnikowych, takich jak GaP i GaAs, i ogólnie można je przekształcić w podłoża typu N. Do fotolitografii stosuje się proces mokry, a następnie za pomocą ostrzy ściernic diamentowych tnie się na wióry. W niebiesko-zielonym chipie wykonanym z materiału GaN zastosowano podłoże szafirowe. Ze względu na izolacyjny charakter podłoża szafirowego nie można go stosować jako jednej elektrody diody LED. Dlatego obie elektrody P/N muszą być wytwarzane jednocześnie na powierzchni epitaksjalnej w procesie suchego trawienia i należy przeprowadzić pewne procesy pasywacji. Ze względu na twardość szafiru trudno jest go pociąć na wióry za pomocą diamentowej tarczy szlifierskiej. Proces produkcyjny jest na ogół bardziej złożony i skomplikowany niż w przypadku diod LED wykonanych z materiałów GaP lub GaAs.

Jaka jest budowa i charakterystyka chipa „przezroczystej elektrody”?
Tak zwana przezroczysta elektroda musi być przewodząca i przezroczysta. Materiał ten jest obecnie szeroko stosowany w procesach produkcji ciekłych kryształów, a jego nazwa to tlenek indu i cyny, w skrócie ITO, ale nie można go używać jako pola lutowniczego. Podczas wykonywania najpierw wykonaj elektrodę omową na powierzchni chipa, następnie pokryj powierzchnię warstwą ITO i nałóż warstwę pola lutowniczego na powierzchnię ITO. W ten sposób prąd płynący z przewodu jest równomiernie rozprowadzany do każdej omowej elektrody kontaktowej poprzez warstwę ITO. Jednocześnie ITO, dzięki swojemu współczynnikowi załamania światła mieszczącemu się pomiędzy powietrzem a materiałami epitaksjalnymi, może zwiększać kąt emisji światła i strumień świetlny.

Jaki jest główny nurt rozwoju technologii chipów w oświetleniu półprzewodnikowym?
Wraz z rozwojem technologii półprzewodnikowych diod LED wzrasta również ich zastosowanie w oświetleniu, zwłaszcza pojawienie się białych diod LED, które stały się gorącym tematem w oświetleniu półprzewodnikowym. Jednak kluczowe technologie chipów i opakowań nadal wymagają udoskonalenia, a jeśli chodzi o chipy, musimy rozwijać się w kierunku dużej mocy, wysokiej wydajności świetlnej i zmniejszonego oporu cieplnego. Zwiększanie mocy oznacza wzrost prądu pobieranego przez chip, a bardziej bezpośrednim sposobem jest zwiększenie rozmiaru chipa. Powszechnie stosowane chipy o dużej mocy mają wymiary około 1 mm × 1 mm i prąd o natężeniu 350 mA. Ze względu na wzrost zużycia prądu, rozpraszanie ciepła stało się znaczącym problemem, a obecnie problem ten został w zasadzie rozwiązany poprzez metodę inwersji chipa. Wraz z rozwojem technologii LED jej zastosowanie w oświetleniu stanie przed niespotykanymi dotąd możliwościami i wyzwaniami.

Co to jest „flip chip”? Jaka jest jego struktura? Jakie są jego zalety?
Niebieska dioda LED zwykle wykorzystuje podłoże Al2O3, które ma wysoką twardość, niską przewodność cieplną i elektryczną. Jeśli zostanie zastosowana struktura dodatnia, z jednej strony spowoduje to problemy antystatyczne, a z drugiej strony rozpraszanie ciepła stanie się poważnym problemem w warunkach wysokiego natężenia prądu. Tymczasem, ze względu na skierowanie elektrody dodatniej do góry, część światła zostanie zablokowana, co spowoduje zmniejszenie skuteczności świetlnej. Niebieska dioda LED o dużej mocy może osiągnąć bardziej efektywny strumień świetlny dzięki technologii inwersji chipów niż tradycyjna technologia pakowania.
Obecnie popularna metoda struktury odwróconej polega na przygotowaniu dużych niebieskich chipów LED o dużych rozmiarach z odpowiednimi eutektycznymi elektrodami lutowniczymi, a jednocześnie przygotowaniu nieco większego podłoża krzemowego niż niebieski chip LED, a następnie wykonaniu złotej warstwy przewodzącej i wyprowadzeniu drutu warstwę (ultradźwiękowe złącze lutowane kulkowe ze złotego drutu) do lutowania eutektycznego. Następnie niebieski chip LED o dużej mocy jest lutowany do podłoża krzemowego za pomocą sprzętu do lutowania eutektycznego.
Charakterystyczną cechą tej struktury jest to, że warstwa epitaksjalna styka się bezpośrednio z podłożem krzemowym, a opór cieplny podłoża krzemowego jest znacznie niższy niż podłoża szafirowego, więc problem rozpraszania ciepła jest dobrze rozwiązany. Dzięki odwróconemu podłożu szafirowemu skierowanemu do góry staje się on powierzchnią emitującą światło, a szafir jest przezroczysty, co rozwiązuje problem emisji światła. Powyższe stanowi odpowiednią wiedzę na temat technologii LED. Wierzymy, że wraz z rozwojem nauki i technologii przyszłe lampy LED będą coraz bardziej wydajne, a ich żywotność znacznie się wydłuży, zapewniając nam większą wygodę.