提高取光效率降熱阻功率型LED封裝技術
檢測技術與標準
隨著W級功率芯片制造技術和白光LED工藝技術的發(fā)展,LED產品正逐步進入(特種)照明市場,顯示或指示用的傳統(tǒng)LED產品參數檢測標準及測試方法已不能滿足照明應用的需要。國內外的半導體設備儀器生產企業(yè)也紛紛推出各自的測試儀器,不同的儀器使用的測試原理、條件、標準存在一定的差異,增加了測試應用、產品性能比較工作的難度和問題復雜化。
我國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電子器件分會行業(yè)協(xié)會根據LED產品發(fā)展的需要,于2003年發(fā)布了“發(fā)光二極管測試方法(試行)”,該測試方法增加了對LED色度參數的規(guī)定。但LED要往照明業(yè)拓展,建立LED照明產品標準是產業(yè)規(guī)范化的重要手段。
篩選技術與可靠性保證
由于燈具外觀的限制,照明用LED的裝配空間密封且受到局限,密封且有限的空間不利于LED散熱,這意味著照明LED的使用環(huán)境要劣于傳統(tǒng)顯示、指示用LED產品。另外,照明LED是處于大電流驅動下工作,這就對其提出更高的可靠性要求。在產業(yè)化生產中,針對不同的產品用途,進行適當的熱老化、溫度循環(huán)沖擊、負載老化工藝篩選試驗,剔除早期失效品,保證產品的可靠性很有必要。
電防護技術
由于GaN是寬禁帶材料,電阻率較高,該類芯片在生產過程中因靜電產生的感生電荷不易消失,累積到相當的程度,可以產生很高的靜電電壓。當超過材料的承受能力時,會發(fā)生擊穿現象并放電。藍寶石襯底的藍色芯片其正負電極均位于芯片上面,間距很?。粚τ贗nGaN/AlGaN/GaN雙異質結,InGaN活化薄層僅幾十納米,對靜電的承受能力很小,極易被靜電擊穿,使器件失效。
因此,在產業(yè)化生產中,靜電的防范是否得當,直接影響到產品的成品率、可靠性和經濟效益。靜電的防范技術有如下幾種:
1.對生產、使用場所從人體、臺、地、空間及產品傳輸、堆放等方面實施防范,手段有防靜電服裝、手套、手環(huán)、鞋、墊、盒、離子風扇、檢測儀器等。
2.芯片上設計靜電保護線路。
3.LED上裝配保護器件。
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功率型LED封裝技術現狀
功率型LED分為功率LED和W級功率LED兩種。功率LED的輸入功率小于1W(幾十毫瓦功率LED除外);W級功率LED的輸入功率等于或大于1W。
國外功率型LED封裝技術
(1)功率LED
最早有HP公司于20世紀90年代初推出“食人魚”封裝結構的LED,并于1994年推出改進型的“Snap LED”,有兩種工作電流,分別為70mA和150mA,輸入功率可達0.3W。接著OSRAM公司推出“Power TOP LED”。之后一些公司推出多種功率LED的封裝結構。這些結構的功率LED比原支架式封裝的LED輸入功率提高幾倍,熱阻降為幾分之一。
(2)W級功率LED
W級功率LED是未來照明的核心部分,所以世界各大公司投入很大力量,對W級功率LED的封裝技術進行研究開發(fā)。
單芯片W級功率LED最早是由Lumileds公司于1998年推出的LUXEON LED,該封裝結構的特點是采用熱電分離的形式,將倒裝芯片用硅載體直接焊接在熱沉上,并采用反射杯、光學透鏡和柔性透明膠等新結構和新材料,現可提供單芯片1W、3W和5W的大功率LED。OSRAM公司于2003年推出單芯片的“Golden Dragon”系列LED,其結構特點是熱沉與金屬線路板直接接觸,具有很好的散熱性能,而輸入功率可達1W。
多芯片組合封裝的大功率LED,其結構和封裝形式較多。美國UOE公司于2001年推出多芯片組合封裝的Norlux系列LED,其結構是采用六角形鋁板作為襯底。Lanina Ceramics公司于2003年推出了采用公司獨有的金屬基板上低溫燒結陶瓷(LTCC-M)技術封裝的大功率LED陣列。松下公司于2003年推出由64只芯片組合封裝的大功率白光LED。日亞公司于2003年推出號稱是全世界最亮的白光LED,其光通量可達600lm,輸出光束為1000lm時,耗電量為30W,最大輸入功率為50W,提供展覽的白光LED模塊發(fā)光效率達33lm/W。
有關多芯片組合的大功率LED,許多公司根據實際市場需求,不斷開發(fā)出很多新結構封裝的新產品,其開發(fā)研制的速度非??臁?br /> 國內功率型LED封裝技術
國內LED封裝產品的品種較齊全,據初步估計,全國LED封裝廠超過200家,封裝能力超過200億只/年,封裝的配套能力也很強。但是很多封裝廠為私營企業(yè),規(guī)模偏小。但我國臺灣UEC公司(國聯)采用金屬鍵合(Metal Bonding)技術封裝的MB系列大功率LED的特點是,用Si代替GaAs襯底,散熱好,并以金屬黏結層作光反射層,提高光輸出。
對于大功率LED封裝技術的研究開發(fā),目前國家尚未正式支持投入,國內研究單位很少介入,封裝企業(yè)投入研發(fā)的力度(人力和財力)還很不夠,形成國內對封裝技術的開發(fā)力量薄弱的局面,封裝的技術水平與國外相比還有相當的差距。本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/169426.htm
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