LED行业废水处理培训资料.ppt
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,LED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，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,
