LED行業(yè)廢水處理培訓(xùn)課件

1、培 訓(xùn) 資 料 LED行業(yè)廢水處理第1頁，共22頁。LED原理及產(chǎn)業(yè)分類 LED是發(fā)光二極體( Light Emitting Diode)的簡稱，也被稱作發(fā)光二極管，這種半導(dǎo)體組件發(fā)展以來一般是作為指示燈、顯示板，但目前隨著技術(shù)增加，已經(jīng)能作為光源使用，它不但能夠高效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有最長時(shí)間的使用壽命，同時(shí)具備不若傳統(tǒng)燈泡易碎、省電、環(huán)保無汞、體積小、可應(yīng)用在低溫環(huán)境、光源具方向性、造成光害少與色域豐富等優(yōu)點(diǎn)。第2頁，共22頁。LED原理及產(chǎn)業(yè)分類隨著白光LED的出現(xiàn)與更多科技的導(dǎo)入，目前在家用電器及筆記本電腦的指示燈、汽車防霧燈、室內(nèi)照明等照明設(shè)備日漸蓬勃，LED的應(yīng)用越來

2、越普遍。第3頁，共22頁。LED的發(fā)光原理LED是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子零件，并同時(shí)具備二極體的特性，也就是具備一正極一負(fù)極，LED最特別的地方在于只有從正極通電才是會(huì)發(fā)光，故一般給予直流電時(shí)，LED會(huì)穩(wěn)定地發(fā)光；但如果接上交流電，LED會(huì)呈現(xiàn)閃爍的型態(tài)，閃亮的頻率依據(jù)輸入交流電的頻率而定。LED的發(fā)光原理是外加電壓，讓電子與電穴在半導(dǎo)體內(nèi)結(jié)合后，將能量以光的形式釋放。第4頁，共22頁。LED光線的顏色目前的LED能夠發(fā)出從紅外線到藍(lán)之間不同波長的光線，而業(yè)界也有紫色紫外線的LED。近年來LED最吸引人的發(fā)展是在藍(lán)光LED上涂上螢光粉，將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白光的白光LED產(chǎn)品。LED之所以被稱

3、為世紀(jì)新光源，原因在于LED具備點(diǎn)光源與固態(tài)光源的特性，能夠節(jié)省能源、高耐震、壽命長、體積小響應(yīng)快速、并且色彩飽和度高。第5頁，共22頁。LED產(chǎn)業(yè)鏈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。第6頁，共22頁。LED產(chǎn)業(yè)鏈上游是由磊芯片形成，這種磊芯片長相大概是一個(gè)直徑六到八公分寬的圓形，厚度相當(dāng)薄，就像是一個(gè)平面金屬一樣。常見的外延方法有液相外延法（LP

4、E）、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?yàn)椋簡涡酒?III-V族基板)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)晶成長、材料特性/厚度測量。第7頁，共22頁。LED產(chǎn)業(yè)鏈中游廠商根據(jù)LED的性能需求進(jìn)行器件結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)，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(gè)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?yàn)椋豪谛酒⒔饘倌ふ翦?/p>

5、、光罩、蝕刻、熱處理、切割、崩裂、測量 。第8頁，共22頁。LED產(chǎn)業(yè)鏈下游包括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?yàn)椋盒酒?、固晶、粘著、打線、樹脂封裝、長烤、鍍錫、剪腳、測試。 第9頁，共22頁。藍(lán)寶石襯底通常，GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍(lán)寶石襯底上。藍(lán)寶石襯底有許多的優(yōu)點(diǎn)：首先，藍(lán)寶石襯底的生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好；其次，藍(lán)寶石的穩(wěn)定性很好，能夠運(yùn)用在高溫生長過程中；最后，藍(lán)寶石的機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。因此，大多數(shù)工藝一般都以藍(lán)寶石作為襯底。第10頁，

6、共22頁。藍(lán)寶石簡介單純的氧化鋁晶體是無色透明的， 因不同顯色元素離子滲透于生長中的藍(lán)寶石，因而使藍(lán)寶石顯出不同顏色。在自然界中當(dāng)藍(lán)寶石在生長時(shí)，晶體內(nèi)含有鈦離子與鐵離子時(shí)，會(huì)使晶體呈現(xiàn)藍(lán)色，而成為藍(lán)寶石（Blue Sapphire）。 第11頁，共22頁。藍(lán)寶石襯底第12頁，共22頁。藍(lán)寶石LED制成的燈泡 第13頁，共22頁。硅襯底目前有部分LED芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式（L接觸,水平接觸和 V接觸，垂直接觸）。由于電流可以縱向流動(dòng)，因此增大了LED的發(fā)光面積，從而提高了LED的出光效率。因?yàn)楣枋菬岬牧紝?dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，從而延長了器件的壽命。第

7、14頁，共22頁。碳化硅襯底采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。目前用于商品化的襯底目前只有兩種，即藍(lán)寶石和碳化硅襯底 。第15頁，共22頁。LED外延片LED外延片生產(chǎn)是在藍(lán)寶石襯底基片上采用MOCVD（金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積）產(chǎn)生GaN基層，并用于后續(xù)LED芯片生產(chǎn)制造。第16頁，共22頁。LED芯片生產(chǎn)LED芯片的生產(chǎn)主要包括：光刻、濕法蝕刻、沖洗、去膠、剝離、研磨拋光、清洗、激光劃片、劈裂、測試分類。第17頁，共22頁。LED廢水處理拉晶以山西長治高科投為例。 LED生產(chǎn)的拉晶工序排放大量有機(jī)廢水和酸性廢水，主要成分為丙酮、乙醇、雙氧水等，另外，還有部分稀硫酸、弱堿廢水，其中每月產(chǎn)生少許HF廢液。 第18頁，共22頁。LED廢水處理拉晶處理工藝：酸堿調(diào)節(jié)池格柵有機(jī)廢水調(diào)節(jié)池厭氧水解池接觸氧化池二沉池BAF達(dá)標(biāo)排放第19頁，共22頁。LED廢水處理切磨拋LED生產(chǎn)的切磨拋工序排放大量清洗廢水，主要成分為硅膠、弱酸、硫酸、鹽酸、研磨砂等 。處理工藝：酸、堿格柵池調(diào)節(jié)池反應(yīng)池物化沉淀池達(dá)標(biāo)排放第20頁，共22頁。LED廢水處理芯片LED生產(chǎn)中芯片加工工序排放大量有機(jī)廢水和酸堿廢水，另有少量含氟廢水。有機(jī)廢水中污染物主要成分為