LED的優(yōu)點及其產(chǎn)業(yè)分類與范疇

LED是通電時可發(fā)光的半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光元件，材料使用III-V族化學(xué)元素（如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等），發(fā)光原理是將電能轉(zhuǎn)換為光，也就是對化合物半導(dǎo)體施加電流，透過電子與電洞的結(jié)合，過剩的能量會以光的形式釋出，達(dá)成發(fā)光的效果，屬于冷性發(fā)光。

LED最大的特點在于：無須暖燈時間(idlingtime)、反應(yīng)速度很快(約在10^-9秒)、體積小、用電省、污染低、適合量產(chǎn)，具高可靠度，容易配合應(yīng)用上的需要制成極小或陣列式的元件，適用范圍頗廣，如汽車、通訊產(chǎn)業(yè)、電腦、交通號誌燈、液晶面板用背光源、LED屏幕等。

LED產(chǎn)業(yè)主要可以分成上、中、下游三類。上游為單芯片及其外延，中游為LED芯片加工，下游為封裝測試以及應(yīng)用。其中，上游和中游技術(shù)含量較高，資本投入密度大。從上游到下游，產(chǎn)品在外觀上差距相當(dāng)大。LED發(fā)光顏色與亮度由磊晶材料決定，且磊晶占LED制造成本70%左右，對LED產(chǎn)業(yè)極為重要。

上游是由磊芯片形成，這種磊芯片長相大概是一個直徑六到八公分寬的圓形，厚度相當(dāng)薄，就像是一個平面金屬一樣。常見的外延方法有液相外延法（LPE）、氣相外延法（VPE）以及金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積（MOCVD）等，其中VPE和LPE技術(shù)都已相當(dāng)成熟，可用來生長一般亮度LED。而生長高亮度LED必須采用MOCVD方法。上游磊晶制程順序為：單芯片(III-V族基板)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)晶成長、材料特性/厚度測量。

中游廠商根據(jù)LED的性能需求進(jìn)行器件結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計，通過外延片擴(kuò)散、然后金屬鍍膜，再進(jìn)行光刻、熱處理、形成金屬電極，接著將基板磨薄拋光后進(jìn)行切割。依照芯片的大小，可以切割為二萬到四萬個芯片。這些芯片長得像沙灘上的沙子一樣，通常用特殊膠帶固定之后，再送到下游廠商作封裝處理。中游芯片制程順序為：磊芯片、金屬膜蒸鍍、光罩、蝕刻、熱處理、切割、崩裂、測量。

下游包括LED芯片的封裝測試和應(yīng)用。LED封裝是指將外引線連接到LED芯片的電極上，形成LED器件，封裝起著保護(hù)LED芯片和提高光取出效率的作用。下游廠商封裝處理順序為：芯片、固晶、粘著、打線、樹脂封裝、長烤、鍍錫、剪腳、測試。