Τι είναι ένα τσιπ LED; Ποια είναι λοιπόν τα χαρακτηριστικά του; Η κατασκευή τσιπ LED στοχεύει κυρίως στην παραγωγή αποτελεσματικών και αξιόπιστων ηλεκτροδίων επαφής χαμηλού ωμικού, τα οποία μπορούν να αντιμετωπίσουν τη σχετικά μικρή πτώση τάσης μεταξύ των υλικών επαφής και να παρέχουν μαξιλαράκια συγκόλλησης, ενώ εκπέμπουν όσο το δυνατόν περισσότερο φως. Η διαδικασία μεταφοράς μεμβράνης χρησιμοποιεί γενικά τη μέθοδο εξάτμισης υπό κενό. Υπό υψηλό κενό 4Pa, το υλικό τήκεται με θέρμανση με αντίσταση ή μέθοδο θέρμανσης με βομβαρδισμό δέσμης ηλεκτρονίων και το BZX79C18 μετατρέπεται σε ατμό μετάλλου και εναποτίθεται στην επιφάνεια του υλικού ημιαγωγού υπό χαμηλή πίεση.
Τα μέταλλα επαφής τύπου P που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν κράματα όπως το AuBe και το AuZn, ενώ το μέταλλο επαφής της Ν είναι συχνά κατασκευασμένο από κράμα AuGeNi. Το στρώμα κράματος που σχηματίζεται μετά την επίστρωση πρέπει επίσης να εκθέτει την περιοχή εκπομπής φωτός όσο το δυνατόν περισσότερο μέσω της τεχνολογίας φωτολιθογραφίας, έτσι ώστε το στρώμα κράματος που απομένει να μπορεί να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των αποτελεσματικών και αξιόπιστων ηλεκτροδίων χαμηλής ωμικής επαφής και των μαξιλαριών σύρματος συγκόλλησης. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας φωτολιθογραφίας, πραγματοποιείται επίσης διαδικασία κράματος, συνήθως υπό την προστασία Η2 ή Ν2. Ο χρόνος και η θερμοκρασία της κραματοποίησης καθορίζονται συνήθως από παράγοντες όπως τα χαρακτηριστικά των ημιαγωγών υλικών και η μορφή του κλιβάνου κράματος. Φυσικά, εάν η διαδικασία ηλεκτροδίων για τα μπλε-πράσινα τσιπ είναι πιο περίπλοκη, πρέπει να προστεθούν διαδικασίες ανάπτυξης φιλμ παθητικοποίησης και χάραξης πλάσματος.

Στη διαδικασία κατασκευής των τσιπ LED, ποιες διαδικασίες έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην οπτοηλεκτρονική τους απόδοση;
Σε γενικές γραμμές, μετά την ολοκλήρωση της επιταξιακής παραγωγής LED, οι κύριες ηλεκτρικές του ιδιότητες έχουν οριστικοποιηθεί και η κατασκευή τσιπ δεν αλλάζει τη φύση του πυρήνα της. Ωστόσο, οι ακατάλληλες συνθήκες κατά τη διάρκεια των διεργασιών επίστρωσης και κράματος μπορεί να προκαλέσουν ορισμένες κακές ηλεκτρικές παραμέτρους. Για παράδειγμα, οι χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες κραμάτων μπορεί να προκαλέσουν κακή ωμική επαφή, η οποία είναι ο κύριος λόγος για την υψηλή πτώση τάσης VF προς τα εμπρός στην κατασκευή τσιπ. Μετά την κοπή, η εκτέλεση ορισμένων διεργασιών διάβρωσης στις άκρες του τσιπ μπορεί να είναι χρήσιμη για τη βελτίωση της αντίστροφης διαρροής του τσιπ. Αυτό συμβαίνει επειδή μετά την κοπή με λεπίδα τροχού λείανσης με διαμάντια, θα παραμείνει μεγάλη ποσότητα σκόνης υπολειμμάτων στην άκρη του τσιπ. Εάν αυτά τα σωματίδια κολλήσουν στη διασταύρωση PN του τσιπ LED, θα προκαλέσουν ηλεκτρική διαρροή και ακόμη και βλάβη. Επιπλέον, εάν το φωτοανθεκτικό στην επιφάνεια του τσιπ δεν ξεκολλήσει καθαρά, θα προκαλέσει δυσκολίες και εικονική συγκόλληση των μπροστινών γραμμών συγκόλλησης. Αν είναι στο πίσω μέρος, θα προκαλέσει και υψηλή πτώση πίεσης. Κατά τη διαδικασία παραγωγής τσιπ, μέθοδοι όπως η τραχύτητα της επιφάνειας και η κοπή σε ανεστραμμένες τραπεζοειδείς δομές μπορούν να αυξήσουν την ένταση του φωτός.

Γιατί τα τσιπ LED χωρίζονται σε διαφορετικά μεγέθη; Ποιες είναι οι επιπτώσεις του μεγέθους στη φωτοηλεκτρική απόδοση του LED;
Το μέγεθος των τσιπ LED μπορεί να χωριστεί σε τσιπ χαμηλής κατανάλωσης, τσιπ μέσης ισχύος και τσιπ υψηλής ισχύος ανάλογα με την ισχύ τους. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις των πελατών, μπορεί να χωριστεί σε κατηγορίες όπως επίπεδο μονής σωλήνα, ψηφιακό επίπεδο, επίπεδο μήτρας κουκκίδων και διακοσμητικός φωτισμός. Όσον αφορά το συγκεκριμένο μέγεθος του τσιπ, εξαρτάται από το πραγματικό επίπεδο παραγωγής διαφορετικών κατασκευαστών τσιπ και δεν υπάρχουν συγκεκριμένες απαιτήσεις. Εφόσον η διαδικασία είναι σύμφωνη με τα πρότυπα, τα μικρά τσιπ μπορούν να αυξήσουν την παραγωγή μονάδας και να μειώσουν το κόστος και η οπτοηλεκτρονική απόδοση δεν θα υποστεί θεμελιώδεις αλλαγές. Το ρεύμα που χρησιμοποιείται από ένα τσιπ σχετίζεται στην πραγματικότητα με την πυκνότητα ρεύματος που ρέει μέσα από αυτό. Ένα μικρό τσιπ χρησιμοποιεί λιγότερο ρεύμα, ενώ ένα μεγάλο τσιπ χρησιμοποιεί περισσότερο ρεύμα. Η μοναδιαία πυκνότητα ρεύματος τους είναι βασικά η ίδια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η απαγωγή θερμότητας είναι το κύριο ζήτημα υπό υψηλό ρεύμα, η φωτεινή του απόδοση είναι χαμηλότερη από εκείνη υπό χαμηλό ρεύμα. Από την άλλη πλευρά, όσο αυξάνεται η περιοχή, η αντίσταση του σώματος του τσιπ θα μειώνεται, με αποτέλεσμα τη μείωση της τάσης προς τα εμπρός αγωγιμότητας.

Ποια είναι η τυπική περιοχή των τσιπ LED υψηλής ισχύος; Γιατί;
Τα τσιπ LED υψηλής ισχύος που χρησιμοποιούνται για λευκό φως είναι γενικά διαθέσιμα στην αγορά σε περίπου 40 mil, και η κατανάλωση ενέργειας των τσιπ υψηλής ισχύος αναφέρεται γενικά σε ηλεκτρική ισχύ άνω του 1 W. Λόγω του γεγονότος ότι η κβαντική απόδοση είναι γενικά μικρότερη από 20%, η περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, επομένως η απαγωγή θερμότητας των τσιπ υψηλής ισχύος είναι πολύ σημαντική και απαιτεί τα τσιπ να έχουν μεγάλη επιφάνεια.

Ποιες είναι οι διαφορετικές απαιτήσεις για τη διεργασία τσιπ και τον εξοπλισμό επεξεργασίας για την κατασκευή επιταξιακών υλικών GaN σε σύγκριση με τα GaP, GaAs και InGaAlP; Γιατί;
Τα υποστρώματα των συνηθισμένων κόκκινων και κίτρινων τσιπ LED και των τεταρτοταγών κόκκινων και κίτρινων τσιπ υψηλής φωτεινότητας είναι κατασκευασμένα από σύνθετα υλικά ημιαγωγών όπως GaP και GaAs και μπορούν γενικά να κατασκευαστούν σε υποστρώματα τύπου Ν. Η υγρή διαδικασία χρησιμοποιείται για φωτολιθογραφία και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται λεπίδες τροχού λείανσης με διαμάντια για κοπή σε ροκανίδια. Το μπλε-πράσινο τσιπ από υλικό GaN χρησιμοποιεί ένα υπόστρωμα ζαφείρι. Λόγω της μονωτικής φύσης του υποστρώματος από ζαφείρι, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα ηλεκτρόδιο του LED. Επομένως, και τα δύο P/N ηλεκτρόδια πρέπει να κατασκευάζονται ταυτόχρονα στην επιταξιακή επιφάνεια μέσω της διαδικασίας ξηρής χάραξης, και πρέπει να πραγματοποιηθούν ορισμένες διαδικασίες παθητικοποίησης. Λόγω της σκληρότητας του ζαφείρι, είναι δύσκολο να το κόψετε σε ροκανίδια με λεπίδα τροχού λείανσης με διαμάντια. Η διαδικασία κατασκευής του είναι γενικά πιο περίπλοκη και περίπλοκη από τα LED που είναι κατασκευασμένα από υλικά GaP ή GaAs.

Ποια είναι η δομή και τα χαρακτηριστικά του τσιπ «διαφανούς ηλεκτροδίου»;
Το λεγόμενο διαφανές ηλεκτρόδιο πρέπει να είναι αγώγιμο και διαφανές. Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται τώρα ευρέως σε διαδικασίες παραγωγής υγρών κρυστάλλων και το όνομά του είναι οξείδιο κασσίτερου ινδίου, που συντομεύεται ως ITO, αλλά δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μαξιλαράκι συγκόλλησης. Κατά την κατασκευή, φτιάξτε πρώτα ένα ωμικό ηλεκτρόδιο στην επιφάνεια του τσιπ, στη συνέχεια καλύψτε την επιφάνεια με ένα στρώμα ITO και απλώστε ένα στρώμα συγκόλλησης στην επιφάνεια ITO. Με αυτόν τον τρόπο, το ρεύμα που κατεβαίνει από το καλώδιο κατανέμεται ομοιόμορφα σε κάθε ωμικό ηλεκτρόδιο επαφής μέσω του στρώματος ITO. Ταυτόχρονα, το ITO, λόγω του δείκτη διάθλασης που βρίσκεται μεταξύ αυτού του αέρα και των επιταξιακών υλικών, μπορεί να αυξήσει τη γωνία εκπομπής φωτός και τη φωτεινή ροή.

Ποια είναι η κύρια εξέλιξη της τεχνολογίας τσιπ για φωτισμό ημιαγωγών;
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας LED ημιαγωγών, αυξάνεται και η εφαρμογή της στον τομέα του φωτισμού, ειδικά η εμφάνιση των λευκών LED, που έχει γίνει ένα καυτό θέμα στον φωτισμό ημιαγωγών. Ωστόσο, οι βασικές τεχνολογίες τσιπ και συσκευασίας πρέπει ακόμη να βελτιωθούν, και όσον αφορά τα τσιπ, πρέπει να αναπτυχθούμε προς την υψηλή ισχύ, την υψηλή απόδοση φωτός και τη μειωμένη θερμική αντίσταση. Η αύξηση της ισχύος σημαίνει αύξηση του ρεύματος που χρησιμοποιείται από το τσιπ και ένας πιο άμεσος τρόπος είναι να αυξηθεί το μέγεθος του τσιπ. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα τσιπ υψηλής ισχύος είναι περίπου 1 mm × 1 mm, με ρεύμα 350 mA. Λόγω της αύξησης της τρέχουσας χρήσης, η απαγωγή θερμότητας έχει γίνει ένα σημαντικό πρόβλημα και τώρα αυτό το πρόβλημα έχει βασικά λυθεί μέσω της μεθόδου της αντιστροφής τσιπ. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας LED, η εφαρμογή της στον τομέα του φωτισμού θα αντιμετωπίσει πρωτόγνωρες ευκαιρίες και προκλήσεις.

Τι είναι το "flip chip"; Ποια είναι η δομή του; Ποια είναι τα πλεονεκτήματά του;
Το μπλε LED χρησιμοποιεί συνήθως υπόστρωμα Al2O3, το οποίο έχει υψηλή σκληρότητα, χαμηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Εάν χρησιμοποιηθεί μια θετική δομή, θα φέρει αντιστατικά προβλήματα αφενός και, αφετέρου, η διάχυση θερμότητας θα γίνει επίσης μείζον ζήτημα υπό υψηλές τρέχουσες συνθήκες. Εν τω μεταξύ, λόγω του θετικού ηλεκτροδίου που βλέπει προς τα πάνω, ένα μέρος του φωτός θα μπλοκάρει, με αποτέλεσμα τη μείωση της φωτεινής απόδοσης. Το μπλε LED υψηλής ισχύος μπορεί να επιτύχει πιο αποτελεσματική απόδοση φωτός μέσω της τεχνολογίας αναστροφής τσιπ από την παραδοσιακή τεχνολογία συσκευασίας.
Η κύρια μέθοδος ανεστραμμένης δομής τώρα είναι να προετοιμαστούν πρώτα τσιπ μπλε LED μεγάλου μεγέθους με κατάλληλα ευτητικά ηλεκτρόδια συγκόλλησης και ταυτόχρονα να προετοιμαστεί ένα ελαφρώς μεγαλύτερο υπόστρωμα πυριτίου από το μπλε τσιπ LED και στη συνέχεια να κατασκευαστεί ένα αγώγιμο στρώμα χρυσού και να βγει σύρμα στρώμα (υπερηχητικός σύνδεσμος συγκόλλησης από χρυσό σύρμα) για ευτηκτική συγκόλληση σε αυτό. Στη συνέχεια, το υψηλής ισχύος μπλε τσιπ LED συγκολλάται στο υπόστρωμα πυριτίου χρησιμοποιώντας εξοπλισμό ευτηκτικής συγκόλλησης.
Το χαρακτηριστικό αυτής της δομής είναι ότι το επιταξιακό στρώμα έρχεται σε άμεση επαφή με το υπόστρωμα πυριτίου και η θερμική αντίσταση του υποστρώματος πυριτίου είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του υποστρώματος ζαφείρι, επομένως το πρόβλημα της απαγωγής θερμότητας έχει λυθεί καλά. Λόγω του ανεστραμμένου υποστρώματος από ζαφείρι που βλέπει προς τα πάνω, γίνεται η επιφάνεια εκπομπής φωτός και το ζαφείρι είναι διαφανές, λύνοντας έτσι το πρόβλημα της εκπομπής φωτός. Τα παραπάνω είναι η σχετική γνώση τεχνολογίας LED. Πιστεύουμε ότι με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, τα μελλοντικά φώτα LED θα γίνονται όλο και πιο αποδοτικά και η διάρκεια ζωής τους θα βελτιώνεται σημαντικά, φέρνοντάς μας μεγαλύτερη άνεση.