【正文】 光源光電參數(shù)及出光均勻性是否良好。 包裝：將成品按要求包裝、入庫。 二、封裝工藝 1. LED 的封裝的任務(wù) 是將外引線連接到 LED 芯片的電極上，同時保護好 LED 芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。 2. LED 封裝形式 LED 封裝形式可以說是五花八門，主要根據(jù) 不同的應(yīng)用場合采用相應(yīng)的外形尺寸，散熱對策和出光效果。 LED 按封裝形式分類有 LampLED、 TOPLED、 SideLED、 SMDLED、HighPowerLED 等。 3. LED 封裝工藝流程 4．封裝工藝說明 鏡檢：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（ lockhill） 芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求 電極圖案是否完整 由于 LED 芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s ），不利于后工序的操作。我們采用擴片機對黏結(jié)芯片的膜進行擴張，是 LED 芯片的間距拉伸到約 。也可以采用手工擴張，但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。 在 LED 支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。（對于 GaAs、 SiC 導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光 LED 芯片，采用絕緣膠來固定芯片。） 工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。 由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。 和點膠相反，備膠是用備膠機先把銀膠涂在 LED 背面電極上，然后把背部帶銀 膠的 LED安裝在 LED 支架上。備膠的效率遠高于點膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。 將擴張后 LED 芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上， LED 支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將 LED 芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品 . 自動裝架其實是結(jié)合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在 LED 支架上點上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將 LED 芯片吸起移動位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上。 自動裝架在工藝上主要要 熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對 LED 芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。 燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進行監(jiān)控，防止批次性不良。 銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在 150℃ ，燒結(jié)時間 2 小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到 170℃ ， 1小時。 絕緣膠一般 150℃ ， 1 小時。 銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔 2 小時（或 1 小時）打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。 壓焊的目的將電極引到 LED 芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。 LED 的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在 LED 芯片電極上壓上第一點，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球，其余過程類似。 壓焊是 LED 封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點形狀，拉力。 對壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問題，如金（鋁）絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀（鋼嘴）選用、劈刀（鋼嘴）運動軌跡等等。（下圖是同等條件下，兩種不 同的劈刀壓出的焊點微觀照片，兩者在微觀結(jié)構(gòu)上存在差別，從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量。）我們在這里不再累述。 LED 的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設(shè)計上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。（一般的 LED 無法通過氣密性試驗）如右圖所示的 TOPLED 和 SideLED 適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光 LED），主要難點是對點膠量的控制，因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光 LED 的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的問題。 LampLED 的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在 LED 成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的 LED 支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將 LED 從模腔中脫出即成型。 將壓焊好的 LED 支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進入各個 LED 成型槽中并固化。 固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在 135℃ ， 1 小時。模壓封裝一般在 150℃ ，4 分鐘。 后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對 LED 進行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架（ PCB）的粘接強度非常重要。一般條件為 120℃ ， 4 小時。 由于 LED 在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個）， Lamp 封裝 LED 采用切筋切斷 LED 支架的連筋。 SMDLED 則是在一片 PCB 板上，需要劃片機來完成分離工作。 測試 LED 的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對 LED 產(chǎn)品進行分選。 將成品進行計數(shù)包裝。超高亮 LED 需要防靜電包裝。 LED 襯底材料 氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發(fā) GaN、 AlN、 InN 及其合金等材料，是作為新材料的 GaN 系材料。對襯底材料進行評價，要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是作為發(fā)展 GaN 基技術(shù)的重要目標。 一、評價襯底材料綜合考慮因素 評價襯底材料要綜合考慮以下的幾個因素： （ 1）襯底與外延膜的晶格匹配 襯底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二個內(nèi)容： 外延生長面內(nèi)的晶格匹配，即在生長界面所在平面的某一方向上襯底與外延膜的匹配； 沿襯底表面法線方向上的匹配。 （ 2）襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配熱膨脹系數(shù)的 匹配也很重要，外延膜與襯底材料在熱膨脹系數(shù)上相差過大不僅可能使外延膜質(zhì)量下降，還會在器件工作過程中，由于發(fā)熱而造成器件的損壞。 （ 3）襯底與外延膜的化學穩(wěn)定性匹配襯底材料需要有相當好的化學穩(wěn)定性，不能因為與外延膜的化學反應(yīng)使外延膜質(zhì)量下降。 （ 4）材料制備的難易程度及成本的高低 考慮到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，襯底材料的制備要求簡潔，而且其成本不宜很高。 二、 InN 的外延襯底材料的研究與開發(fā) InN 的外延襯底材料就現(xiàn)在來講有廣泛應(yīng)用的，其中有： InN； α－ Al2O3(0001)； 6HSiC； MgAl2O4(111)； LiAlO2 和 LiGaO2； MgO； Si； GaAs(111)等。 Ⅲ Ⅴ 族化合物，例如， GaN、 AlN、 InN，這些材料都有二種結(jié)晶形式：一種是立方晶系的閃鋅礦結(jié)構(gòu)，而另一種是六方晶系的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。以藍光輻射為中心形成研究熱點的是纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化鎵、氮化鋁、氮化銦，而且主要是氮化鎵、氮化鋁、氮化銦的固溶體。這些材料的禁帶是直接躍遷型，因而有很高的量子效率。用氮化鎵、氮化鋁、氮化銦這三種材料按不同組份和比例生成的固溶體，其禁帶寬度可在 到 之間變化。這樣，用這些固溶 體制造發(fā)光器件，是光電集成材料和器件發(fā)展的方向。 （ 1） InN 和 GaN 因為異質(zhì)外延氮化物薄膜通常帶來大量的缺陷，缺陷損害了器件的性能。與 GaN 一樣，如果能在 InN 上進行同質(zhì)外延生長，可以大大減少缺陷，那么器件的性能就有巨大的飛躍。 自支撐同質(zhì)外延 GaN,AlN 和 AlGaN 襯底是目前最有可能首先獲得實際應(yīng)用的襯底材料。 （ 2）藍寶石 (αAl2O3)和 6HSiC αAl2O3 單晶，即藍寶石晶體。 (0001)面藍寶石是目前最常用的 InN 的外延襯底材料。其匹配方向為： InN(001)//α－ Al2O3(001),InN[110]//α－ Al2O3[100][11,12]。因為襯底表面在薄膜生長前的氮化中變?yōu)?AlON,InN 繞 α－ Al2O3(0001)襯底的六面形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn) 30176。，這樣其失匹配度就比原來的 29%稍有減少。雖然 (0001)面藍寶石與 InN 晶格的失配率高達25%，但是由于其六方對稱，熔點為 2050℃ ，最高工作溫度可達 1900℃ ，具有良好的高溫穩(wěn)定性和機械力學性能，加之對其研究較多，生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，而且價格便宜，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最為廣泛的襯底材料。 6HSiC 作為襯底材料應(yīng)用的廣泛程度僅次于藍寶石。同藍寶石相比， 6HSiC 與 InN 外延膜的晶格匹配得到改善。此外， 6HSiC 具有藍色發(fā)光特性，而且為低阻材料，可以制作電極，這就使器件在包裝前對外延膜進行完全測試成為可能，因而增強了 6HSiC 作為襯底材料的競爭力。又由于 6HSiC 的層狀結(jié)構(gòu)易于解理，襯底與外延膜之間可以獲得高質(zhì)量的解理面，這將大大簡化器件的結(jié)構(gòu)；但是同時由于其層狀結(jié)構(gòu)，在襯底的表面常有給外延膜引入大量的缺陷的臺階出現(xiàn)。 （ 3）鎂鋁尖晶石 (MgAl2O4) MgAl2O4 晶體，即鋁酸 鎂晶體。 MgAl2O4 晶體是高熔點 (2130℃ )、高硬度（莫氏 8 級）的晶體材料，屬面心立方晶系，空間群為 Fd3m,晶格常數(shù)為 。 MgAl2O4 晶體是優(yōu)良的傳聲介質(zhì)材料，在微波段的聲衰減低，用 MgAl2O4 晶體制作的微波延遲線插入損耗小。 MgAl2O4 晶體與 Si 的晶格匹配性能好，其膨脹系數(shù)也與 Si 相近，因而外延 Si 膜的形變扭曲小，制作的大規(guī)模超高速集成電路速度比用藍寶石制作的速度要快。此外，國外又用 MgAl2O4 晶體作超導材料，有很好的效果。近年來，對 MgAl2O4 晶體用于 GaN 的外延襯底材料研 究較多。由于 MgAl2O4 晶體具有良好的晶格匹配和熱膨脹匹配， (111)面MgAl2O4 晶體與 GaN 晶格的失配率為 9%，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，以及良好的機械力學性能等優(yōu)點， MgAl2O4 晶體目前是 GaN 較為合適的襯底材料之一，已在MgAl2O4 基片上成功地外延出高質(zhì)量的 GaN 膜，并且已研制成功藍光 LED 和 LD。此外，MgAl2O4 襯底最吸引人之處在于可以通過解理的方法獲得激光腔面。 在前面的研究基礎(chǔ)上，近來把 MgAl2O4 晶體用作 InN 的外延襯底材料的研究也陸續(xù)見之于文獻報道。其之間的匹配方向 為： InN(001)//MgAl2O4(111)，InN[110]//MgAl2O4[100]， InN 繞 MgAl2O4(111)襯底的四方、六方形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn) 30176。研究表明 (111)面 MgAl2O4 晶體與 InN 晶格的失配率為 15%，晶格匹配性能要大大優(yōu)于藍寶石， (0001)面藍寶石與 InN 晶格的失配率高達 25%。而且，如果位于頂層氧原子層下面的鎂原子占據(jù)有效的配位晶格位置，以及氧格位，那么這樣可以有希望將晶格失配率進一步降低至 7%，這個數(shù)字要遠遠低于藍寶石。所以 MgAl2O4 晶體是很有發(fā)展?jié)摿Φ?InN 的外延襯底材料。 （ 4） LiAlO2 和 LiGaO2 以往的研究是把 LiAlO2 和 LiGaO2 用作 GaN 的外延襯底材料。 LiAlO2 和 LiGaO2 與GaN 的外延膜的失配度相當小，這使得 LiAlO2 和 LiGaO2 成為相當合適的 GaN 的外延襯底材料。同時 LiGaO2 作為 GaN 的外延襯底材料 ,還有其獨到的優(yōu)點：外延生長 GaN 后，LiGaO2 襯底可以被腐蝕，剩下 GaN 外延膜，這將極大地方便了器件的制作。但是由于LiGaO2 晶體中的鋰離子很活潑，在普通的外延生長條件下（例如， MOCVD 法的化學氣氛和生長溫度）不能穩(wěn) 定存在，故其單晶作為 GaN 的外延襯底材料還有待于進一步研究。而且在目前也很少把 LiAlO2 和 LiGaO2 用作 InN 的外延襯底材料。 （ 5） MgO MgO 晶體屬立方晶系，是 NaCl 型結(jié)構(gòu)，熔點為 2800℃ 。因為 MgO 晶體在 MOCVD氣氛中不夠穩(wěn)定，所以對其使用少，特別是對于熔點和生長溫度更高的 InN 薄膜。 （ 6） GaAs GaAs(111)也是目前生長 InN 薄膜的襯底材料。襯底的氮化溫度低于 700℃ 時，生長InN 薄膜的厚度小于 ， InN 薄膜為立方結(jié)構(gòu)，當生長 InN 薄膜的厚度超過 時，立方結(jié)構(gòu)消失，全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱浇Y(jié)構(gòu)的 InN 薄膜。 InN 薄膜在 GaAs(111) 襯底上的核化方式與在 α－ Al2O3(001)襯底上的情況有非常大的差別， InN 薄膜在GaAs(111)襯底上的核化方式?jīng)]有在白寶石襯底上生長 InN 薄膜時出現(xiàn)的柱狀、纖維狀結(jié)構(gòu)，表面上顯現(xiàn)為非常平整。 （ 7） Si 單晶 Si，是應(yīng)用很廣的半導體材料。以 Si 作為 InN 襯底材料是很引起注意的，因為有可能將 InN 基器件與 Si 器件集成。此外， Si 技術(shù)在半導體工業(yè)中已相當?shù)某墒??？梢韵胂?，如果?Si 的襯底上能生長出器件質(zhì)量 的 InN 外延膜，這樣則將大大簡化 InN 基器件的制作工藝，減小器件的大小。 （ 8） ZrB2 ZrB2 是 2021 年日本科學家首次提出用于氮化物外延