平时你换 LED 灯泡时,可能没注意过 —— 灯泡里那颗比指甲盖还小的 “晶片”,
才是发光的核心。这些晶片有红、蓝、绿等多种颜色,
结构和参数差异很大,甚至温度、电流稍微不对,就会变暗或损坏。今天,我们用最通俗的语言,
拆解 LED 晶片的 “基础知识 + 产线实操要点”,不管是产线员工还是想了解 LED 的普通人,都能看懂。
一、LED 晶片分哪几类?颜色和结构决定 “亮不亮”
LED 晶片不是 “一刀切”,按颜色、结构分很多种,最关键的是这两类差异:
1. 按颜色分:不同颜色用不同材料,用途大不同
晶片的颜色由 “Ⅲ-Ⅴ 族半导体材料” 决定,比如:
红光 / 橙光:用砷化铝镓(AlGaAs)、磷砷化镓(AsGaP),常见于交通灯、指示灯;
黄光 / 黄绿:用磷化铝铟镓(AlGaInP),比如汽车转向灯;
蓝光 / 绿光:用氮化铟镓(GaInN),是白光 LED 的核心(蓝光激发荧光粉变白光);
白光:不是原生晶片,而是蓝光晶片加荧光粉,你家 LED 灯泡基本都是这种。
还有个小知识点:不同颜色的波长范围固定,比如蓝光 450-475nm,红光 625-740nm,波长越准,颜色越纯。
2. 按结构分:蓝光晶片最特殊,ITO 晶片更亮
四元晶片:主要用于红光、黄光,结构像 “多层三明治”—— 从下到上是 GaAs 基板、
DBR 反射层、N 型 / P 型半导体、发光层(MQW),
比如红光晶片靠这个结构把光反射出来;
蓝光晶片:用蓝宝石基板(绝缘),结构是 “GaN 缓冲层 + N 型 GaN + 发光层 + P 型 GaN”,
还要做电极(p-electrode 在上,n-electrode 在侧 / 底);
ITO 晶片:比普通蓝光晶片多了一层 “ITO 透明导电层”,亮度能提升 30% 以上!因为 ITO 能让电流更均匀,
减少遮光,常见于高亮度 LED(比如手机闪光灯)。
二、晶片是怎么造出来的?关键在 “磊晶” 和材料
晶片的制造核心是 “磊晶”(让半导体材料在基板上有序生长),流程不复杂,但对材料和精度要求高:
1. 核心步骤:磊晶→加工→切割
磊晶:用专门的设备,让镓(Ga)、砷(As)、氮(N)等元素在基板(蓝宝石、GaAs 等)上生长,
形成多层半导体结构,比如蓝光晶片的 GaN 层就是这么来的;
加工:在磊晶层上做电极、绝缘层,比如给蓝光晶片镀 ITO 层;
切割:把整片磊晶片切成独立的小晶片,尺寸用 “mil” 衡量(1mil≈0.025mm),
常见的有 8mil(0.203mm)、12mil(0.3mm),像手机闪光灯的晶片多是 10mil。
2. 材料小常识:别小看 “Ⅲ-Ⅴ 族元素”
晶片的核心材料是 Ⅲ-Ⅴ 族化合物(比如 GaAs、GaN),这些材料的纯度要极高(99.999% 以上),
不然会影响发光和寿命。比如:
蓝宝石基板:绝缘、耐高温,适合蓝光晶片;
GaAs 基板:导电好,适合红光晶片,但成本比蓝宝石高。
三、产线实操必看:这些参数决定晶片好不好用
产线员工接触晶片时,最要注意 “温度、电流、银胶量” 这三个关键点,错一点就会出问题:
1. 温度:高一点就 “罢工”
晶片很怕热,温度对性能影响极大:
光强下降:温度从 25℃升到 80℃,光强会降 40% 以上(比如 LED 灯用久了变暗);
电压变低:温度越高,晶片的正向电压(VF)越低,比如 20mA 电流下,80℃的 VF 比 25℃低 0.3V 左右,会导致功率下降;
扩张温度要准:晶片切割后要贴蓝膜 / 白膜,扩张温度必须设 40℃±10℃,太高温会粘胶,太低扩不开。
2. 电流:不是越大越亮,有 “安全范围”
常规电流:测试时用 20mA,比如检测红光晶片 VF 值(一般 1.8V)、蓝光晶片 VF 值(一般 2.0-2.1V);
脉冲电流:如果是脉冲点亮(比如闪光灯),电流可以到 100mA,但持续点亮(直流)只能到 30mA,不然会烧晶片;
电流不均会坏:焊接时压力太大,会压损晶片内部结构,导致电流分布不均,出现 “暗点”。
3. 银胶量:2/5 晶片高度最合适
粘晶片时用的银胶,量多量少都不行:
太少:粘不牢,晶片容易掉;
太多:银胶会覆盖晶片发光层,导致亮度下降,还会增加漏电流(IR 值超标);
标准:银胶量是晶片高度的 1/4-1/2,最佳是 2/5,比如 12mil 的晶片,银胶高度控制在 5mil 左右。
四、看不懂晶片型号?记住这些代码就行
晶片型号一串字母数字,其实是 “厂家 + 颜色 + 亮度” 的组合,举几个常用的:
1. 厂家代码(一眼认品牌)
三安(厦门):A;晶元(台湾):E;CREE(美国):K;
士兰明芯(杭州):S;乾照(厦门):Q;华灿(武汉):C。
2. 颜色代码(知道发什么光)
DR:深红色(643nm);HR:高亮红光(622-624nm);
BL:蓝光(463-467nm);YG:黄绿(573nm);
WH:白光;UV:紫光。
比如 “HR512”,H 是厂家(韩国),R 是红光,512 是型号;“BL-G61C”,BL 是蓝光,G61C 是规格。
五、搞懂这些名词,才算真懂晶片
行业里常说的 “光通量、照度”,其实很简单,用日常例子就能懂:
光通量(lm):晶片发出的总光量,比如 1W 蓝光晶片的光通量约 30lm;
光强度(cd):某个方向的亮度,比如手电筒的强光,就是光强度高;
照度(lux):被照面的亮度,比如桌面照度达到 300lux,看书就不刺眼;
波长(nm):决定颜色,比如 620nm 是橙红,465nm 是蓝光。
结语:小小晶片,藏着 LED 的核心
你家的 LED 灯、手机闪光灯、交通灯,核心都是这颗小晶片。它的颜色由材料决定,亮度由结构和电流决定,
寿命由温度和工艺决定。
对产线员工来说,控制好温度、银胶量、焊接压力,就能减少不良品;对普通人来说,下次换 LED 灯时,
也能知道 “为什么有的灯亮得久,有的容易暗”—— 其实都是晶片在 “背后发力”。