LED芯片介绍

LED芯片介绍光电子工程技术研究开发中心2007年3月LED芯片（pellet）是一个由化合物半导体组成的PN结。当有电流通过PN结时产生发光，由不同材料制成的管芯可以发出不同的颜色。即使同一种材料，通过改变掺入杂质的种类或浓度，或者改变材料的组份，也可以得到不同的发光颜色。发光强度除了和材料有关外，还和通过PN结电流的大小以及封装形式有关。电流越大，发光强度越高，但当电流达到一定程度时出现光的饱和，这时电流再增加，光强不再增加。表1是不同颜色发光二极管所使用的发光材料。表1不同颜色的发光二极管所使用的发光材料发光颜色使用材料普通红、绿磷化镓（GaP/GaP）普通红、黄、橙磷砷镓(GaAsP/GaP)高亮红镓铝砷（AlGaAs/GaAs、AlGaAs/AlGaAs）超高亮红、黄、橙镓铟铝磷(AlGaInP)高亮绿镓铟铝磷(AlGaInP)超高亮绿氮化镓(GaN)蓝氮化镓(GaN)紫氮化镓(GaN)白氮化镓+荧光粉红外砷化镓(GaAlAs、GaAs)1、GaP/GaP芯片GaP和GaAsP芯片是最早出现的LED芯片，图1是普通GaP/GaP芯片外形尺寸图（不同芯片，电极的形状不一样）。这类芯片大多数正面为P面，连接到电源的正极，背面为N面，连接到电源的负极。约在管芯2/3高处，是P区和N区的交界处，称PN结。我公司当前使用较多的是台湾光磊以及南昌欣磊生产的产品，包括台湾光磊的ED-010PG、ED-011PG、ED-011YGH、ED-011YGHU、ED-011YGN、ED-108YG以及南昌欣磊的SR-008RDH、SR-008YGH、SR-011RDH、SR-011RDN、SR-011YGH、表2是以上芯片的外形尺寸和发光峰值波长。图1是台湾光磊ED-011YGH芯片外形尺寸图。表2台湾光磊、南昌欣磊部分GaP芯片基本尺寸和峰值波长型号基本尺寸(长×宽×高)电极直径峰值波长ED-010PG235×235×255（μm）105(μm)557(nm)ED-011PG260×260×275（μm）110（μm）557(nm)ED-011YGH235×235×255（μm）110（μm）568(nm)ED-011YGHU235×235×255（μm）110（μm）568(nm)ED-011YGN210×210×255（μm）110（μm）568(nm)ED-108YG185×185×200（μm）105（μm）568(nm)SR-008RDH8×8×10（mil）4.3（mil）700(nm)SR-008YGH8×8×10（mil）4.3（mil）565～575(nm)SR-011RDH10×10×10（mil）4.3（mil）700(nm)SR-011RDN9×9×10（mil）4.3（mil）700(nm)SR-011YGH10×10×9（mil）4.3（mil）567～574(nm)SR-011YGN9×9×9（mil）4.3（mil）567～574(nm)说明：（1）1mil=25.4μm；（2）台湾光磊ED-2××××芯片正面为N面，背面为P面，见图2。图1台湾光磊ED-011YGH芯片基本尺寸图图2台湾光磊ED-213YG芯片基本尺寸图2.GaAsP/GaP芯片GaAsP/GaP芯片的基本结构和GaP/GaP相似，正面为P面，反面为N面。我们当前使用的该类芯片主要是台湾光磊生产的ED系列芯片，其基本尺寸和发光峰值波长见表3。表3部分GaAsP/GaP芯片基本尺寸和峰值波长型号基本尺寸(长×宽×高)电极直径峰值波长ED-011HOH235×235×255（μm）110(μm)632(nm)ED-011HO260×260×255（μm）110（μm）632(nm)ED-011SO260×260×255（μm）110（μm）610(nm)ED-011HY260×260×255（μm）105（μm）589(nm)ED-011HYH235×235×255（μm）105（μm）589(nm)图3是ED-011HYH芯片的主要尺寸图。图3GaAsP/GaP芯片基本尺寸图注意点：注意点：（1）GaAsP/GaP芯片峰值波长最长655nm（型号中有“HR”，如：ED-012HR）；（2）GaAsP/GaP芯片最薄为180μm，型号中带-T，如：ED-011HOH-T）3.高亮红（AlGaAs/GaAs、AlGaAs/AlGaAs）芯片和GaP、GaAsP芯片不同之处在于：大多数AlGaAs/GaAs、AlGaAs/AlGaAs芯片正面为N面，连接到电源的负极，背面为P面，连接到电源的正极。AlGaAs芯片发光颜色为红色，峰值波长在630～670nm之间。表4是我公司当前常用的AlGaAs芯片主要尺寸及其发光峰值波长。图4和图5分别是ED-010SR和ED-011UR的基本尺寸图。表4部分AlGaAs/GaAs、AlGaAs/AlGaAs芯片主要尺寸和发光峰值波长型号基本尺寸(长×宽×高)电极直径峰值波长ED-011SRD260×260×275（μm）115(μm)655(nm)ED-010SR235×235×275（μm）105（μm）655(nm)ED-010SRK185×185×225（μm）110（μm）655(nm)ED-011UR260×260×200（μm）115（μm）650(nm)图4ED-010SRAlGaAs芯片基本尺寸图图5图5ED-011URAlGaAs芯片基本尺寸图注意点：（1）AlGaAs/GaAs芯片发光峰值波长还有630nm（ED-XXXAHO）、640nm（ED-XXXHRP）、670nm（ED-XXXRN）等；（2）ED-2XXXXX芯片也是AlGaAs/GaAs材料，但其正面为P，背面为N（见图6）；（3）该类芯片型号不同，芯片高度不一样，芯片安放时，必须注意根据不同型号控制银浆高度。图6ED-2XXXXXAlGaAs芯片主要尺寸图4.四元（AlGaInP）芯片四元芯片从结构上分主要有GaAs衬底（吸收衬底）、GaP衬底(透明衬底)，Si衬底等，从芯片大小分主要有8mil、9mil、12mil、14mil、22mil等等，从主波长分有565～640nm范围内各种波段。目前我们公司使用的四元芯片大都是GaAs衬底芯片，其中以台湾晶元光电芯片居多，表5是晶元光电四元芯片主波长、芯片大小和型号对应关系：表5晶元光电四元芯片主波长、芯片大小和型号对应关系：图7是几种常用晶元四元芯片的外形图：图7a晶元9mil四元芯片图7b晶元12mil四元芯片图7c晶元22mil四元芯片图8是常用华上四元芯片AOC-214RX3M系列产品的外形图：特别注意：华上AOC-2XXXXX系列产品芯片正面为负极，背面为正极，但AOC-1XXXXX系列产品芯片（较少用）正面为正极，背面为负极，见图9。图9华上四元芯片AOC-1XXXXX系列产品外形图图8华上四元芯片AOC-214RX3M系列产品外形图图10是厦门三安8mil芯片主要尺寸图图10厦门三安8mil芯片主要尺寸图注意点：1、目前使用的大多数芯片与晶元09、12系列芯片结构相似，均为正面正电极，背面负电极；2、晶元814、822系列芯片采用Si作为衬底，与蓝宝石衬底芯片一样，两个电极都在正面，种线时，应确保焊点不超出电极；3、透明衬底芯片主要是美国HP的510红色芯片和310黄色芯片，它采用透明GaP作为衬底材料，芯片稍厚（10.5mil），发光强度更高。2、企业技术中心的基本情况(续)⑶CAD系统和信息、情报系统的发展：运用先进的CAD软件，从设计手段上，缩短设计周期；运用现代的信息系统如INTERNET等进行资料的检索、查询和对专利检索、科技文献检索等；建立技术中心内的信息网络系统。2、企业技术中心的基本情况(续)2.2企业技术中心的组织机构及运行机制公司副总经理余彬海博士任中心主任。公司每年用于中心建设和新产品开发的费用占销售额的7.5%以上，财务部门设有专帐用于中心日常支出，确保研发经费专款专用。技术中心目前采用以下运行机制：2、企业技术中心的基本情况(续)市场推动机制项目负责机制独创与协作并举机制竞争淘汰机制研究、开发、创新、推销一条龙机制产学研结合机制：中心组织结构图中心主任中心副主任器件开发研究室应用技术研究室设备开发研究室信息管理室2、企业技术中心的基本情况(续)2.3企业技术中心研究开发及试验的基础条件，经费列入企业预算与落实情况。中心现有的研究开发设备：⑴用于产品开发的计算机及相关外围设备：45台(套)⑵测试、试验设备：16台(套)⑶中试车间设备：43台(套)⑷精密机加工设备：5台(套)⑸公司内部局域网：已投入运行近几年来，公司用于中心建设的投资见表二2、企业技术中心的基本情况(续)年度2004年2005年2006年2007年投资额1545248128003500落实情况已落实已落实已落实预计表二历年投资情况单位:万元其中，新增固定资产2000万元，研究开发经费4300万元，其它526万元。2、企业技术中心的基本情况(续)2.4企业技术中心的研究开发工作开展情况近年来承担的科研项目：国家“863”项目3项，其中作为主持方2项，作为合作方1项；国家科技部“十五”科技攻关项目2项，均为主持方；2、企业技术中心的基本情况(续)广东省关键领域重点突破项目4项，其中作为主持方2项，作为合作方2项；其他省、市科研项目近20项。2、企业技术中心的基本情况(续)2.5技术中心技术带头人及团队的能力技术中心主要负责人见表三姓名性别出生年职务/职称专业余彬海男1965.7总工程师/正高自动化李绪锋男1957.1技术中心副主任/正高半导体黄扬程男1977.10技术中心副主任光电子2、企业技术中心的基本情况(续)中心现有研发人员58人其中：博士4人，硕士13人，高级工程师8人（其中教授级高工两人），工程师29人，助工13人。2、企业技术中心的基本情况(续)2.6企业技术中心取得的主要创新成果（知识产权、创新产出及经济效益）企业目前已经申请了33项专利，其中发明专利2项已通过了实质性审查，18项实用新型专利和7项外观专利已获授权。2、企业技术中心的基本情况(续)几年来公司各项经济指标高速增长，新产品的开发和销售起到举足轻重的作用，表四是2003年～2006年新产品销售情况表：59150287844605115256906421450214132910295514877251654165490330980500001000001500002000002500003000002003200420052006产值（千元）销售收入（千元）利税（千元）新产品销售收入统计表综上所述，佛山市国星光电科技有限公司有能力搞好广东省省级企业技术中心的建设并保证中心工作的高效性；企业技术中心的建立必将对推动公司早日建设成为世界知名的光电子企业、推动我国及广东省光电子事业的发展，起到极大的促进作用。谢谢！2、企业技术中心的基本情况(续)公司设有办公室、人事部、财务部、采购部、进出口部、营销部、研发中心（设备研发部）等九个职能部门和四个生产部门(分厂):器件厂调谐器厂LED应用工程事业部贴片加工中心1、公司简介—器件厂1、公司简介—调谐器厂1、公司简介—LED应用工程事业部1、公司简介—贴片加工中心2、人员结构7452103218981023146224855282562500100200300400500600700800900200320042005总人数大专以上人数中高级职称人数技术管理人员目前：博士8人，硕士22人，高级职称10，中级职称：46人目前，中心拥有一支50余人的技术开发队伍，其中包括5名博士、10名高级工程师，10多名硕士的技术开发队伍。2、人员结构—研发队伍2004年5月评定为广东省级光电子工程技术研究