【今天你充电了吗】超全的LED芯片知识

　　LED行业发展日新月异，每天都有新信息、新科技出来，竞争犹如逆水行舟不进则退，今天你充电了吗？

　　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。

　　led历史

　　50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，1962年，通用电气公司的尼克·何伦亚克（NickHolonyakJr.）开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。 LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，即固体封装，所以能起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

　　最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

　　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

　　芯片尺寸

　　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。