LED芯片种类及介绍
关于LED驱动电源那些常见的十款经典LED驱动芯片
关于LED驱动电源那些常见的⼗款经典LED驱动芯⽚⽬前，芯⽚设计⾏业越来越多的⼚家加⼊了LED设计，设计出众多型号，在此从性能价格⽐⽅⾯详细的谈谈，怎样选择⾃⼰合适的IC，哪些IC最合适⾃⼰准备设计的产品。
为IC设计企业了解市场需要什么样的IC，应该制定什么价位中合适。
价格随时会变动只能为参考值。
质量和价格是决定是否采⽤的因数，符合产品设计质量参数要求很重要！价格更重要！1、美国CATALYST公司-CAT4201这个IC驱动1-7颗1W LED。
效率可达92%，6-28V电压输⼊范围降压型驱动应⽤设计。
它最⼤的优势是封装SOT23⼤⼩，线路简介，符合⽬前多数⼩体积灯杯设计使⽤要求。
⼤阻值范围电流调节，可以电位器宽阻值范围调节亮度，⽐如设计台灯等产品需要这样时。
2、美国国家半导体 LM3404LM3404和LM3402的线路⼀样，不同的是电流可以达到1A，驱动1-15pcsLED性价⽐较⾼。
上⾯所列IC规格都是内置MOS管，内置MOS管可以简化线路设计，⼩体积，降低设计综合成本，故障率也会降低。
因其⽬前IC⼯艺制成、成本等原因⼤于1A以上的LED驱动IC需要外置MOS管。
在我们⽇常产品设计中经常会遇到⼤电流设计，⽐如5W、10W等更⾼功率的设计要求，那只能选择外置MOS管的IC才可以。
3、褒贬不⼀的LED驱动芯⽚IC-AMC7150在当时AMC7150还是不错的，它有个很重要的因数就是价格，有不到2元的市场价格，是你采⽤它的理由。
AMC7150⽬前有⼏⼗家可以直接替换的IC型号，价格战会⽆法避免。
在设计参数要求不⾼的低压4-25V产品中可以选择它，基本驱动能⼒在3W以下应⽤设计。
⽐如1W串3颗或3W 1颗LED设计是稳定的。
4、欧洲Zetex公司-ZXLD1350这颗IC⽬前市场反应良好，也是SOT23⼩体积封装，输⼊7-30V电压降压恒流驱动1-7psc LED，线路简洁实⽤。
设计时Rs要紧靠IC避免供电电压⼤幅度不动，这样会影响恒流效果。
LED芯片分类知识
LED芯片分类知识LED 芯片分为MB 芯片，GB 芯片，TS 芯片，AS 芯片等4 种，下文将分析介绍这4 种芯片的定义与特点。
1.MB 芯片定义与特点定义：MB 芯片：Metal Bonding (金属粘着）芯片；该芯片属于UEC 的专利产品特点﹐1、采用高散热系数的材料---Si 作为衬底，散热容易。
Thermal ConductivityGaAs: 46 W/m-KGaP: 77 W/m-KSi: 125 ～150 W/m- KCupper:300~400 W/m-kSiC: 490 W/m-K2、通过金属层来接合(wafer bonding)磊晶层和衬底，同时反射光子，避免衬底的吸收. 3、导电的Si 衬底取代GaAs 衬底，具备良好的热传导能力(导热系数相差3~4 倍)，更适应于高驱动电流领域。
4、底部金属反射层，有利于光度的提升及散热。
5、尺寸可加大﹐应用于High power 领域﹐eg: 42mil MB 2.GB 芯片定义和特点定义﹐GB 芯片：Glue Bonding (粘着结合）芯片；该芯片属于UEC 的专利产品特点：1：透明的蓝宝石衬底取代吸光的GaAs 衬底﹐其出光功率是传统AS (Absorbable structure)芯片的2 倍以上，蓝宝石衬底类似TS 芯片的GaP 衬底。
2：芯片四面发光﹐具有出色的Pattern 图。
3：亮度方面﹐其整体亮度已超过TS 芯片的水平(8.6mil)。
4：双电极结构﹐其耐高电流方面要稍差于TS 单电极芯片。
3.TS 芯片定义和特点定义：TS 芯片：transparent structure(透明衬底)芯片，该芯片属于HP 的专。
LED芯片的基本介绍
MOCVD是利用气相反应物（前驱物）及 Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行 反应，将所需的产物沉积在衬底表面。通过控 制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而 控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是 制作LED外延片最常用的设备。 然后是对LED PN结的两个电极进行加工， 电极加工也是制作LED芯片的关键工序，包括 清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨； 然后对LED毛片进行划片、测试和分选，就可 以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不够乾 净，蒸镀系统不正常，会导致蒸镀出来的金属 层（指蚀刻后的电极）会有脱落，金属层外观 变色，金泡等异常。
p-GaN p-Al0.25Ga0.75N
MQW u-In0.04Ga0.96N
LM-InGaN n-GaN/u-GaN
蓝宝石衬底
衬底片
外延片
RIBER R49NT型MBE系统
RIBER R6000型MBE系统
注析：法国Riber公司是全球着名的MBE系统及相关设备的制造商和供应商，已有30年以上研发MBE系统的经验，在国际市场和中国市场中所占的市场份额都居于领先地位， 也是最早进入中国市场的MBE设备供应商之一，可为客户提供各种化合物半导体薄膜的外延设备和技术服务。2008年6月Riber收购了法国专门制造分子束源炉的ADDON公司； 2008年9月Riber公司又收购了英国牛津仪器公司控股的VG Semicon MBE部门，进一步扩大了它在国际MBE市场中的占有率。目前Riber公司在全球已有250多个研究型MBE客 户，22个生产型MBE客户（市场占有率71%），产品的销售网络遍布欧洲、美洲和亚洲等许多国家和地区。
LED芯片的基本介绍
陈海金
2012-10
目录
一、LED名词解释 二、LED晶片生产工艺及流程 三、LED晶片分类 四、LED发展的趋势 五、小结
LED芯片的分类与特征
LED芯片的分类与特征
发光二极管的制造工艺过程
Sapphire蓝 宝石 2-inch
芯片加工
衬底材料 生长或购 买衬底
芯片切割
器件封装
LED结构 MOCVD生长
课程内容
LED芯片的作用 LED芯片的分类与特征 LED芯片的结构与图示 LED芯片参数 LED芯片型号编码 LED芯片评估
回顾:LED的发光原理
Eg代表了将半导体的电子断键，变成 自由电子，并将此自由电子送到导带，而 在价带中留下空穴所需的能量。 Eg=hf h是常数，f是光的频率。 因为光速=波长×频率，即C= ×f。 所以：=1240/Eg （单位：纳米）
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光 区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即 λ≈1240/Eg（nm） 电子由导带向价带跃迁时以光的形式释放 能量，大小为禁带宽度Eg，由光的量子性可知， hf= Eg [h为普朗克常量,f为频率，据f=c/λ,可得 λ=hc/Eg,当λ的单位用um, Eg单位用电子伏特 （eV）时，上式为λ=1.24um·ev/Eg ]，若能产生 可见光（波长在380nm紫光～780nm红光）， 半导体材料的Eg应在1.59 ～ 3.26eV之间。
F.A. Ponce and D.P. Bour, Nature 386, 351 (1997)
5.按芯片质量分:
（1）正规格方片：是指经过生产厂挑选过的：亮度， 电压，抗静电能力，色差都是在同一个标准范围的！ 正规方片A：是完全经过挑选，并保证数量。 正规方片B：是指不保证数量的但是经过挑选。 （2）大圆片：就是指未经过挑选：亮度相差大，电压 波动大，抗静电能力不一致，跑波长（色差大）！ 但是会把（外延片做成的芯片）周围的不能用的部 分剔除掉 （3）猪毛片：大圆片的不良都有具备，最大特点是什 么颜色都有，不只是单纯的波长跨度大！ 正规方片A>正规放片B>大圆片>猪毛片>散晶。
LED芯片种类及介绍
芯片晶粒种类表
晶粒种类 类别
可见光
不可见光
颜色 红
高亮度红 橙
高亮度橙 黄
高亮度黄 黄绿
高亮度黄绿 绿
高亮度绿 高亮度蓝绿/绿
高亮度蓝
红外线
波长 645nm~655nm 630nm~645nm 605nm~622nm
585nm~600nm
569nm~575nm
555nm~560nm 490nm~540nm 455nm~485nm 850nm~940nm
台湾LED芯片厂商：
晶元光电（Epistar）简称：ES、（联诠、元坤，连勇，国联），广镓光电（ Huga），新世纪（Genesis Photonics），华上（Arima Optoelectronics）简称 ：AOC，泰谷光电（Tekcore），奇力，钜新，光宏，晶发，视创，洲磊，联胜 （HPO），汉光（HL），光磊（ED），鼎元（Tyntek）简称：TK，曜富洲技 TC，灿圆（Formosa Epitaxy），国通，联鼎，全新光电（VPEC），
☆ 超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等。
芯片按组成元素可分为：
☆ 二元晶片(磷﹑镓)：H﹑G等；
☆ 三元晶片(磷﹑镓 ﹑砷)：SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色 GaAlAs 660nm)、UR(最亮红色GaAlAs 660nm)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 AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、 HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、 UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) LED等。
LED芯片种类及介绍
LED芯片种类及介绍LED芯片是一种发光二极管（Light Emitting Diode，LED）的核心组件，广泛应用于照明、显示、通讯和传感等领域。
根据不同的用途和要求，LED芯片有多种不同的种类和类型。
下面将介绍一些常见的LED芯片。
1.普通LED芯片：普通LED芯片是最基本的LED芯片，通常由镓磷化物材料构成。
它们具有低功耗、高亮度、长寿命等优点，广泛用于室内和室外照明、指示灯、面板指示等应用。
普通LED芯片有不同的尺寸和颜色可选。
2.SMDLED芯片：SMD（Surface Mount Device）LED芯片是一种表面贴装封装的LED芯片。
它们通常非常小巧，适合在限空应用中使用，例如电视、手机、平板电脑等显示屏。
SMD LED芯片有多种类型，包括单色、多色和全彩等，可实现各种显示效果。
3.COBLED芯片：COB（Chip on Board）LED芯片是将多个LED芯片连接到同一电路板上，形成一组LED芯片。
它们具有高亮度、高光效和均匀光分布的优点，在照明应用中非常受欢迎，例如室内灯具、车灯和户外照明。
4.UVLED芯片：UV（Ultraviolet）LED芯片是一种可以发出紫外线光的LED芯片。
它们广泛应用于紫外线消毒、紫外线固化、光刻、UV打印等领域。
UVLED芯片有多种波长可选，不同波长的紫外线适用于不同的应用。
5.IRLED芯片：IR（Infrared）LED芯片是一种可以发出红外线光的LED芯片。
它们在遥控器、红外线通信、红外线传感等领域得到广泛应用。
IR LED芯片有不同的波长和功率可选，可以适应不同的应用需求。
6.RGBLED芯片：RGBLED芯片由红、绿、蓝三种颜色的LED芯片组成，可以通过不同的亮度和混色方式来呈现各种颜色。
RGBLED芯片广泛用于彩色显示、舞台灯光、装饰照明等领域。
除了以上介绍的常见LED芯片，还有其他一些特殊类型的LED芯片，如高亮度LED芯片、高功率LED芯片、有机LED芯片等，它们在各自的领域有着特殊的用途和优势。
led 芯片 材料体系
led 芯片材料体系LED（Light Emitting Diode）芯片是LED产品的核心部分，它通过半导体材料的能级跃迁来产生光。
LED芯片的材料体系主要包括以下几种：1. 硅基材料（Si-based）：硅（Si）是最早被用于LED制造的材料之一，但由于其发光效率相对较低，目前主要用于低功率的LED应用，如指示灯。
2. 镓氮化物基材料（GaN-based）：氮化镓（GaN）是制造蓝光LED的主要材料，因为它具有较高的击穿电压、良好的热稳定性和较宽的带隙。
蓝光LED可以通过与其他半导体材料结合形成量子阱结构来产生其他颜色的光，例如通过与砷化镓（GaAs）结合产生绿光，与铟镓磷（InGaP）结合产生黄光。
3. 磷化镓基材料（GaP-based）：磷化镓（GaP）及其合金用于制造黄绿色、绿色到红色范围的LED。
4. 砷化镓基材料（GaAs-based）：砷化镓（GaAs）常用于制造红光和红外线LED。
5. 铟镓氮化物基材料（InGaN-based）：铟镓氮化物（InGaN）合金被用于制造高效率的蓝光和绿光LED。
6. 铝镓氮化物基材料（AlGaN-based）：铝镓氮化物（AlGaN）合金可以产生紫外和深紫外光，常用于特殊应用，如UV固化、消毒等。
7. 复合材料：为了得到更广泛的光谱范围，研究者们开发了多种复合材料，如多元合金化镓氮化物（GaN-based alloys）。
LED芯片的设计和制造涉及到多种材料和工艺的结合，包括晶体生长、加工、封装等。
不同的材料体系具有不同的电学、热学和光学特性，因此选择合适的材料体系对于实现LED芯片的高效率、高稳定性和低成本生产至关重要。
随着技术的不断进步，新材料和新技术的开发也在持续进行中，以满足不断增长的市场需求。
LED芯片
LED芯片LED芯片是一种光电半导体器件，它的全称是Light-emitting diode，即发光二极管。
LED芯片的主要作用是将电能转换成光能，通过发光产生可见光。
与传统的荧光灯和白炽灯相比，LED芯片具有更高的能效、更长的寿命、更小的体积和更高的耐冲击性。
LED芯片的基本结构包括P型半导体和N型半导体，中间夹着一层P-N结。
当正向电压施加到LED芯片上时，电子会从N型半导体流向P型半导体，而空穴则从P型半导体流向N型半导体，两者在P-N结相遇时会发生复合，产生光能。
根据不同的材料组成，LED芯片可以发出不同的光谱，从红色、绿色到蓝色甚至紫外线。
LED芯片的优点主要体现在以下几个方面：1. 能效高：LED芯片的能效比传统荧光灯和白炽灯更高，转换电能至光能的效率非常高，能够节省能源的消耗。
相同功率下，LED芯片的光亮度要高于其他光源。
2. 长寿命：LED芯片寿命一般可以达到几万个小时以上，远远超过传统灯泡。
这意味着LED产品的使用寿命更长，更节省更换成本。
3. 可调性好：LED芯片的亮度和颜色可以通过外部电流和电压进行调节，具有非常好的可调性。
这使得LED应用非常广泛，可以满足不同场景下的需求。
4. 反应速度快：LED芯片的反应速度非常快，可以迅速达到最大亮度，适合对光亮度要求较高的场景，如电子显示屏和灯光效果等。
5. 尺寸小：LED芯片的尺寸非常小，可以做到非常紧凑的设计，适合集成在各种设备和产品中。
6. 环保节能：LED芯片不含有汞等有害物质，不会对环境产生污染，而且能效高，节约能源，符合可持续发展的要求。
目前，LED芯片已广泛应用于照明、显示、电子产品、交通信号灯、汽车照明等领域，成为一种主流的照明和显示技术。
随着技术的不断进步，LED芯片的亮度、颜色、能效和稳定性不断提高，预计未来LED芯片的应用范围还将进一步扩大。
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硅衬底 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。硅衬底芯片电极采用两种接触方式:
L
V
接 触 垂 直 接 触
接 触 水 平 接 触
(
( )
V电极芯片 L电极芯片
)
采用蓝宝石衬底和碳化硅衬底的LED芯片
碳化硅衬底
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 缺 点
2、LED衬底材料的种类
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。
◆ 蓝宝石（Al2O3） ◆ 硅 （Si） ◆ 碳化硅（SiC）
三种衬底材料：
三种衬底材料的性能比较 导热系数 (W/m· K) 膨胀系数 (×10-6)
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。
蓝宝石的硬度非常高, 在自然材料中其硬度仅次于金刚石, 但是在LED器件的制作过程中 却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增 加一笔较大的投资。 蓝宝石衬底导热性能不是很好(在100℃约为25W/m· ，制作大功率LED往往采用倒装技术 K) (把蓝宝石衬底剥离或减薄)。
芯片晶粒种类表
晶粒种类 类别 颜色 红 波长 645nm~655nm 结构 AlGaAs/GaAs
高亮度红
橙 高亮度橙
630nm~645nm
605nm~622nm 585nm~600nm
AlGaInP/GaAs
GaAsP/GaP AlGaInP/GaAs
黄
可见光 高亮度黄 黄绿 高亮度黄绿 绿 高亮度绿 高亮度蓝绿/绿 高亮度蓝 不可见光 红外线
☆ 高亮度：VG (较亮绿色GaP 565nm )、VY(较亮黄色 GaAsP/ GaP 585nm )、SR( 较亮红色GaA/AS 660nm )； ☆ 超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等。
芯片按组成元素可分为：
☆ 二元晶片(磷﹑镓)：H﹑G等； ☆ 三元晶片(磷﹑镓 ﹑砷)：SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色 GaAlAs 660nm)、UR(最亮红色GaAlAs 660nm)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 AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、 HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、 UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) LED等。
台湾LED芯片厂商：
晶元光电（Epistar）简称：ES、（联诠、元坤，连勇，国联），广镓光电（ Huga），新世纪（Genesis Photonics），华上（Arima Optoelectronics）简称 ：AOC，泰谷光电（Tekcore），奇力，钜新，光宏，晶发，视创，洲磊，联胜 （HPO），汉光（HL），光磊（ED），鼎元（Tyntek）简称：TK，曜富洲技 TC，灿圆（Formosa Epitaxy），国通，联鼎，全新光电（VPEC），
华兴（Ledtech Electronics）、东贝（Unity Opto Technology）、光鼎（Para Light Electronics）、亿光（Everlight Electronics）、佰鸿（Bright LED Electronics）、今台 （Kingbright）、菱生精密（Lingsen Precision Industries）、立基（Ligitek Electronics）、 光宝（Lite-On Technology）、宏齐(HARVATEK)等。
目前有很多家生产LED芯片的厂商，对于芯片的分类也没有统一 的标准。一般情况下，LED芯片有按芯片功率大小分类的，也有 按波长、颜色分类的，还有按材料的不同进行分类的。但无论怎 样分类，对LED芯片供应商和 LED芯片采购商来说，LED芯片应 当提供下列技术指标：LED芯片的几何尺寸、材料组成、衬底材 料、pn型电极材料，LED芯片的波长范围，LED裸晶的亮度光强 范围，LED 芯片的正向电压、正向电流、反向电压、反向电流， LED芯片的工作环境温度、储存温度、极限参数，等等。
大陆LED芯片厂商： 三安光电简称（S）、上海蓝光（Epilight）简称（E）、士兰明芯（SL）、大连路美简称 （LM）、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳 奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料 、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大，山东华光、上海 蓝宝等。
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。
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。
2013-7-30
11
2. LED芯片的供应商
国外LED芯片厂商： CREE，惠普（HP），日亚化学（Nichia），丰田合成，大洋日酸，东芝、昭和 电工（SDK），Lumileds，旭明（Smileds），Genelite，欧司朗（Osram）， GeLcore，首尔半导体等，普瑞，韩国安萤（Epivalley）等。
衬底材料
稳定性
导热性
成本
抗静电能 力 一般 好
蓝宝石(Al2O3) 硅(Si)
46 150
1.9 5~20
一般 良
差 好
中 低
碳化硅(SiC)
490
-1.4
良
好
高
好
蓝宝石
蓝宝石衬底有许多的优点：
蓝宝石衬底存在的问题： 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。
LED芯片的常用分类方法
L LED芯片的常用分类方法
LED芯片是半导体发光器件LED的核心部件，它主要由砷(AS)、铝 (AL)、镓(Ga)、铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Ｓi)这几种元素中的若干 种组成。
芯片按发光亮度分类可分为：
☆ 一般亮度：R(红色GaAsP 655nm)、H ( 高红GaP 697nm )、 G ( 绿色GaP 565nm )、Y ( 黄色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色 GaAsP/ GaP 635nm )等；
GaAsP/GaP
AlGaInP/GaAs GaP/GaP AlGaInP/GaAs GaP/GaP AlGaInP/GaAs GaInN/Sapphire GaInN/Sapphire GaAs/GaAs AlGaAs/GaAs AlGaAs/AlGaAs
569nm~575nm
555nm~560nm 490nm~540nm 455nm~485nm 850nm~940nm