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1、培 训 资 料,LED行业废水处理,LED原理及产业分类,LED是发光二极体( Light Emitting Diode)的简称，也被称作发光二极管，这种半导体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板，但目前随着技术增加，已经能作为光源使用，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长时间的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎、省电、环保无汞、体积小、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等优点。,LED原理及产业分类,随着白光LED的出现与更多科技的导入，目前在家用电器及笔记本电脑的指示灯、汽车防雾灯、室内照明等照明设备日渐蓬勃，LED的应用越来越普遍。,LED的发光原理,L
2、ED是一种可以将电能转化为光能的电子零件，并同时具备二极体的特性，也就是具备一正极一负极，LED最特别的地方在于只有从正极通电才是会发光，故一般给予直流电时，LED会稳定地发光；但如果接上交流电，LED会呈现闪烁的型态，闪亮的频率依据输入交流电的频率而定。LED的发光原理是外加电压，让电子与电穴在半导体内结合后，将能量以光的形式释放。,LED光线的颜色,目前的LED能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线，而业界也有紫色紫外线的LED。近年来LED最吸引人的发展是在蓝光LED上涂上萤光粉，将蓝光转化成白光的白光LED产品。LED之所以被称为世纪新光源，原因在于LED具备点光源与固态光源的特性，能
3、够节省能源、高耐震、寿命长、体积小响应快速、并且色彩饱和度高。,LED产业链,LED产业主要可以分成上、中、下游三类。上游为单芯片及其外延，中游为LED芯片加工，下游为封装测试以及应用。其中，上游和中游技术含量较高，资本投入密度大。从上游到下游，产品在外观上差距相当大。LED发光顏色与亮度由磊晶材料决定，且磊晶占LED制造成本70%左右，对LED产业极为重要。,LED产业链,上游是由磊芯片形成，这种磊芯片长相大概是一个直径六到八公分宽的圆形，厚度相当薄，就像是一个平面金属一样。常见的外延方法有液相外延法（LPE）、气相外延法（VPE）以及金属有机化学汽相沉积（MOCVD）等，其中VPE和LPE
4、技术都已相当成熟，可用来生长一般亮度LED。而生长高亮度LED必须采用MOCVD方法。上游磊晶制程顺序为：单芯片(III-V族基板)、结构设计、结晶成长、材料特性/厚度测量。,LED产业链,中游厂商根据LED的性能需求进行器件结构和工艺设计，通过外延片扩散、然后金属镀膜，再进行光刻、热处理、形成金属电极，接着将基板磨薄拋光后进行切割。依照芯片的大小，可以切割为二万到四万个芯片。这些芯片长得像沙滩上的沙子一样，通常用特殊胶带固定之后，再送到下游厂商作封装处理。中游芯片制程顺序为：磊芯片、金属膜蒸镀、光罩、蚀刻、热处理、切割、崩裂、测量 。,LED产业链,下游包括LED芯片的封装测试和应用。LED
5、封装是指将外引线连接到LED芯片的电极上，形成LED器件，封装起着保护LED芯片和提高光取出效率的作用。下游厂商封装处理顺序为：芯片、固晶、粘着、打线、树脂封装、长烤、镀锡、剪脚、测试。,蓝宝石衬底,通常，GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。,蓝宝石简介,单纯的氧化铝晶体是无色透明的， 因不同显色元素离子渗透于生长中的蓝宝石，因而使蓝宝石显出不同颜色。在自然界中当蓝宝石在生长时，
6、晶体内含有钛离子与铁离子时，会使晶体呈现蓝色，而成为蓝宝石（Blue Sapphire）。,蓝宝石衬底,蓝宝石LED制成的灯泡,硅衬底,目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式（L接触,水平接触和 V接触，垂直接触）。由于电流可以纵向流动，因此增大了LED的发光面积，从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体，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。,碳化硅衬底,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。 目前用于商品化的衬底目前只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底 。,LED外延片,LED外延片生产是在蓝宝石衬底基片
7、上采用MOCVD（金属有机化学气相沉积）产生GaN基层，并用于后续LED芯片生产制造。,LED芯片生产,LED芯片的生产主要包括：光刻、湿法蚀刻、冲洗、去胶、剥离、研磨抛光、清洗、激光划片、劈裂、测试分类。,LED废水处理拉晶,以山西长治高科投为例。 LED生产的拉晶工序排放大量有机废水和酸性废水，主要成分为丙酮、乙醇、双氧水等，另外，还有部分稀硫酸、弱碱废水，其中每月产生少许HF废液。,LED废水处理拉晶,处理工艺：,酸碱调节池 格栅有机废水调节池厌氧水解池接触氧化池二沉池BAF达标排放,LED废水处理切磨抛,LED生产的切磨抛工序排放大量清洗废水，主要成分为硅胶、弱酸、硫酸、盐酸、研磨砂等 。 处理工艺： 酸、碱 格栅池调节池反应池物化沉淀池达标排放,LED废水处理芯片,LED生产中芯片加工工序排放大量有机废水和酸碱废水，另有少量含氟废水。有机废水中污染物主要成分为醇、乙醇、双氧水，酸碱废水中的主要成分是无机酸、碱等 。,LED废水处理芯片,酸碱废水调节池中和池二沉池达标排放 含氟废水调节池两级反应沉淀池达标排放 有机废水格栅调节池厌氧水解池接触氧化池BAF二沉池达标排放,
