كيف يتم تصنيع رقائق LED؟

ما هورقاقة الصمام؟ إذن ما هي خصائصه؟ إن تصنيع شرائح LED يهدف بشكل أساسي إلى تصنيع أقطاب اتصال منخفضة أومية فعالة وموثوقة، وتلبية انخفاض الجهد الصغير نسبيًا بين المواد القابلة للتلامس، وتوفير منصات ضغط لأسلاك اللحام، وانبعاث الضوء قدر الإمكان. تستخدم عملية انتقال الفيلم عمومًا طريقة التبخر الفراغي. تحت فراغ عالي 4pa، يتم إذابة المادة عن طريق التسخين بالمقاومة أو طريقة التسخين بقصف شعاع الإلكترون، ويصبح bZX79C18 بخارًا معدنيًا وترسب على سطح مادة أشباه الموصلات تحت ضغط منخفض.

 

بشكل عام، يتضمن المعدن الملامس من النوع p المستخدم سبائك Aube وauzn وسبائك أخرى، وغالبًا ما يستخدم المعدن الملامس من الجانب n سبيكة AuGeNi. يمكن لطبقة التلامس للقطب الكهربائي وطبقة السبائك المكشوفة أن تلبي بشكل فعال متطلبات عملية الطباعة الحجرية. بعد عملية الطباعة الحجرية الضوئية، يتم ذلك أيضًا من خلال عملية صناعة السبائك، والتي تتم عادةً تحت حماية H2 أو N2. عادة ما يتم تحديد وقت صناعة السبائك ودرجة الحرارة وفقًا لخصائص المواد شبه الموصلة وشكل فرن السبائك. بالطبع، إذا كانت عملية قطب الرقاقة الكهربائية مثل اللون الأزرق والأخضر أكثر تعقيدًا، فيجب إضافة عملية نمو الفيلم السلبي وعملية حفر البلازما.

 

في عملية تصنيع شريحة LED، ما هي العملية التي لها تأثير مهم على أدائها الكهروضوئي؟

 

على العموم بعد الانتهاءإنتاج الفوقي LED، تم الانتهاء من خصائصها الكهربائية الرئيسية، ولن يغير تصنيع الرقائق طبيعتها النووية، ولكن الظروف غير المناسبة في عملية الطلاء وسبائك السبائك ستتسبب في بعض المعلمات الكهربائية الضارة. على سبيل المثال، ستتسبب درجة حرارة السبائك المنخفضة أو المرتفعة في ضعف الاتصال الأومي، وهو السبب الرئيسي لانخفاض الجهد الأمامي العالي VF في تصنيع الرقائق. بعد القطع، إذا تم تنفيذ بعض عمليات التآكل على حافة الشريحة، فسيكون من المفيد تحسين التسرب العكسي للرقاقة. وذلك لأنه بعد القطع باستخدام شفرة عجلة طحن الماس، سيبقى المزيد من الحطام والمسحوق على حافة الشريحة. إذا كانت هذه ملتصقة بوصلة PN لشريحة LED، فإنها سوف تسبب تسربًا كهربائيًا وحتى تعطلًا. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم يتم تنظيف مقاوم الضوء الموجود على سطح الرقاقة، فسيتسبب ذلك في صعوبات في اللحام الأمامي واللحام الزائف. إذا كان على الظهر، فإنه سوف يسبب أيضا انخفاض الضغط العالي. في عملية إنتاج الرقائق، يمكن تحسين شدة الضوء عن طريق خشونة السطح وتقسيمه إلى هيكل شبه منحرف مقلوب.

 

لماذا يجب تقسيم رقائق LED إلى أحجام مختلفة؟ ما هي تأثيرات الحجم على الأداء الكهروضوئي لمصابيح LED؟

 

يمكن تقسيم حجم شريحة LED إلى شريحة منخفضة الطاقة ورقاقة متوسطة الطاقة ورقاقة عالية الطاقة وفقًا للطاقة. وفقا لمتطلبات العملاء، يمكن تقسيمها إلى مستوى الأنبوب المفرد، المستوى الرقمي، مستوى المصفوفة النقطية والإضاءة الزخرفية. أما بالنسبة للحجم المحدد للرقاقة، فيتم تحديده وفقًا لمستوى الإنتاج الفعلي لمصنعي الرقائق المختلفين، ولا توجد متطلبات محددة. وطالما مرت العملية، يمكن للرقاقة تحسين مخرجات الوحدة وتقليل التكلفة، ولن يتغير الأداء الكهروضوئي بشكل أساسي. يرتبط تيار الاستخدام للرقاقة فعليًا بكثافة التيار المتدفق عبر الشريحة. عندما تكون الشريحة صغيرة، يكون تيار الاستخدام صغيرًا، وعندما تكون الشريحة كبيرة، يكون تيار الاستخدام كبيرًا. كثافة الوحدة الحالية هي نفسها في الأساس. وبالنظر إلى أن تبديد الحرارة هو المشكلة الرئيسية في ظل التيار العالي، فإن كفاءته المضيئة أقل من كفاءة التيار المنخفض. من ناحية أخرى، مع زيادة المساحة، ستنخفض مقاومة جسم الشريحة، وبالتالي ينخفض ​​الجهد الأمامي.

 

ما هي مساحة شريحة LED عالية الطاقة؟ لماذا؟

 

رقائق LED عالية الطاقةللضوء الأبيض بشكل عام حوالي 40 مل في السوق. تشير طاقة الاستخدام المزعومة للرقائق عالية الطاقة عمومًا إلى الطاقة الكهربائية التي تزيد عن 1 وات. نظرًا لأن الكفاءة الكمية أقل عمومًا من 20٪، فسيتم تحويل معظم الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، وبالتالي فإن تبديد الحرارة للرقاقة عالية الطاقة مهم جدًا، ويجب أن تكون للرقاقة مساحة كبيرة.

 

ما هي المتطلبات المختلفة لتكنولوجيا الرقائق ومعدات المعالجة لتصنيع المواد الفوقية GaN مقارنة بالفجوة وGaAs وInGaAlP؟ لماذا؟

 

ركائز رقائق LED الحمراء والصفراء العادية والرقائق الحمراء والصفراء الرباعية الساطعة مصنوعة من مواد شبه موصلة مركبة مثل الفجوة وGaAs، والتي يمكن تحويلها بشكل عام إلى ركائز من النوع n. يتم استخدام العملية الرطبة للطباعة الحجرية، ومن ثم يتم استخدام شفرة عجلة طحن الماس لقطع الرقاقة. الشريحة الزرقاء والخضراء من مادة GaN هي ركيزة من الياقوت. نظرًا لأن الركيزة من الياقوت معزولة، فلا يمكن استخدامها كقطب واحد من مصابيح LED. من الضروري عمل أقطاب كهربائية p/N على السطح الفوقي في نفس الوقت من خلال عملية الحفر الجاف، وبعض عمليات التخميل. نظرًا لأن الياقوت صلب للغاية، فمن الصعب رسم الرقائق باستخدام شفرة عجلة طحن الماس. تكون عمليتها التكنولوجية بشكل عام أكثر تعقيدًا من عملية LED المصنوعة من مواد الفجوات و GaAs.

 

ما هو هيكل وخصائص شريحة "القطب الشفاف"؟

 

يجب أن يكون ما يسمى بالقطب الشفاف موصلًا وشفافًا. تُستخدم هذه المادة الآن على نطاق واسع في عملية إنتاج الكريستال السائل. اسمه هو أكسيد القصدير الإنديوم، والذي يُختصر بـ ITO، ولكن لا يمكن استخدامه كلوحة لحام. أثناء التصنيع، يجب عمل قطب أومي على سطح الرقاقة، ثم يتم تغطية طبقة من ITO على السطح، ثم يتم طلاء طبقة من وسادة اللحام على سطح ITO. بهذه الطريقة، يتم توزيع التيار من الرصاص بالتساوي على كل قطب اتصال أومي من خلال طبقة ITO. في الوقت نفسه، نظرًا لأن معامل الانكسار لـ ITO يقع بين معامل الانكسار للهواء والمواد الفوقي، يمكن تحسين زاوية الضوء ويمكن زيادة التدفق الضوئي.

 

ما هو الاتجاه السائد في تكنولوجيا الرقائق لإضاءة أشباه الموصلات؟

 

مع تطور تقنية LED لأشباه الموصلات، أصبح تطبيقها في مجال الإضاءة أكثر وأكثر، خاصة أن ظهور LED الأبيض أصبح نقطة ساخنة لإضاءة أشباه الموصلات. ومع ذلك، هناك حاجة إلى تحسين تكنولوجيا الرقائق والتغليف الرئيسية. فيما يتعلق بالرقاقة، يجب أن نتطور نحو الطاقة العالية وكفاءة الإضاءة العالية وتقليل المقاومة الحرارية. زيادة الطاقة تعني زيادة تيار الاستخدام للرقاقة. الطريقة الأكثر مباشرة هي زيادة حجم الشريحة. الآن الرقائق عالية الطاقة الشائعة هي 1 مم × 1 مم أو نحو ذلك، وتيار التشغيل 350 مللي أمبير. نظرًا لزيادة تيار الاستخدام، أصبحت مشكلة تبديد الحرارة مشكلة بارزة. الآن تم حل هذه المشكلة بشكل أساسي عن طريق طريقة قلب الشريحة. مع تطور تقنية LED، سيواجه تطبيقها في مجال الإضاءة فرصة وتحديًا غير مسبوقين.

 

ما هي شريحة الوجه؟ ما هو هيكلها؟ ما هي مزاياها؟

 

عادة ما يستخدم LED الأزرق الركيزة Al2O3. تتميز الركيزة Al2O3 بصلابة عالية وموصلية حرارية منخفضة. إذا اعتمدت هيكلًا رسميًا، فمن ناحية، ستجلب مشاكل مضادة للكهرباء الساكنة؛ ومن ناحية أخرى، فإن تبديد الحرارة سيصبح أيضًا مشكلة كبيرة في ظل التيار العالي. في الوقت نفسه، نظرًا لأن القطب الكهربائي الأمامي لأعلى، سيتم حجب بعض الضوء، وستنخفض كفاءة الإضاءة. يمكن لمصابيح LED الزرقاء عالية الطاقة الحصول على مخرجات إضاءة أكثر فعالية من خلال تقنية رقاقة الوجه مقارنة بتكنولوجيا التغليف التقليدية.

 

في الوقت الحاضر، طريقة هيكل رقاقة الوجه السائدة هي: أولاً، إعداد شريحة LED زرقاء كبيرة الحجم مع قطب لحام سهل الانصهار، وإعداد ركيزة سيليكون أكبر قليلاً من شريحة LED الزرقاء، وصنع طبقة موصلة ذهبية وطبقة سلكية للخارج ( وصلة لحام كروية بسلك ذهبي بالموجات فوق الصوتية) للحام سهل الانصهار عليه. بعد ذلك، يتم لحام شريحة LED الزرقاء ذات الطاقة العالية وركيزة السيليكون معًا بواسطة معدات اللحام سهلة الانصهار.

 

من سمات هذا الهيكل أن الطبقة الفوقية على اتصال مباشر بركيزة السيليكون، والمقاومة الحرارية لركيزة السيليكون أقل بكثير من مقاومة ركيزة الياقوت، وبالتالي يتم حل مشكلة تبديد الحرارة بشكل جيد. نظرًا لأن الركيزة من الياقوت تتجه لأعلى بعد تركيب الوجه، فإنها تصبح سطحًا ينبعث منه الضوء، ويكون الياقوت شفافًا، وبالتالي يتم حل مشكلة انبعاث الضوء أيضًا. ما ورد أعلاه هو المعرفة ذات الصلة بتقنية LED. أعتقد أنه مع تطور العلم والتكنولوجيا، ستكون مصابيح LED المستقبلية أكثر كفاءة، وسيتم تحسين عمر الخدمة بشكل كبير، مما سيجلب لنا راحة أكبر.


وقت النشر: 09 مارس 2022