超高亮度LED的應用面不斷擴大,首先進入特種照明的市場領域,并向普通照明市場邁進。由于LED芯片輸入功率的不斷提高,對這些功率型LED的封裝技術提出了更高的要求。
功率型LED封裝技術主要應滿足以下兩點要求:1、封裝結構要有高的取光效率,2、熱阻要盡可能低,這樣才能保證功率LED的光電性能和可靠性。
半導體LED若要作為照明光源,常規產品的光通量與白熾燈和熒光燈等通用性光源相比,距離甚遠。因此,LED要在照明領域發展,關鍵是要將其發光效率、光通量提高至現有照明光源的等級。功率型LED所用的外延材料采用MOCVD的(de)(de)外延生長(chang)技術和多量子(zi)(zi)阱結(jie)(jie)構,雖(sui)然其內量子(zi)(zi)效(xiao)率還需(xu)進一步(bu)提高(gao),但獲得(de)高(gao)發(fa)光(guang)(guang)通(tong)量的(de)(de)最大障礙仍(reng)是芯片(pian)(pian)的(de)(de)取(qu)光(guang)(guang)效(xiao)率低。現有的(de)(de)功率型LED的(de)(de)設(she)計(ji)采用了(le)倒裝焊(han)新(xin)結(jie)(jie)構來(lai)提高(gao)芯片(pian)(pian)的(de)(de)取(qu)光(guang)(guang)效(xiao)率,改善芯片(pian)(pian)的(de)(de)熱特(te)性,并通(tong)過增大芯片(pian)(pian)面積,加(jia)大工作電(dian)流來(lai)提高(gao)器件的(de)(de)光(guang)(guang)電(dian)轉換(huan)效(xiao)率,從而獲得(de)較高(gao)的(de)(de)發(fa)光(guang)(guang)通(tong)量。除(chu)了(le)芯片(pian)(pian)外,器件的(de)(de)封裝技術也舉足輕(qing)重。關鍵(jian)的(de)(de)封裝技術工藝有:
散熱技術
傳統(tong)的(de)(de)指示燈型LED封裝結構,一般是用導(dao)(dao)電(dian)(dian)或非導(dao)(dao)電(dian)(dian)膠將芯(xin)片裝在小尺寸的(de)(de)反射杯中(zhong)或載片臺上(shang),由金絲完成器(qi)件(jian)的(de)(de)內外連接后用環氧(yang)樹脂封裝而(er)成,其熱(re)(re)阻高(gao)達250℃/W~300℃/W,新的(de)(de)功率型芯(xin)片若采用傳統(tong)式的(de)(de)LED封裝形式,將會因(yin)(yin)為散熱(re)(re)不(bu)良(liang)而(er)導(dao)(dao)致(zhi)芯(xin)片結溫迅(xun)速(su)上(shang)升和環氧(yang)碳化變黃,從而(er)造(zao)成器(qi)件(jian)的(de)(de)加(jia)速(su)光衰直至失效(xiao),甚至因(yin)(yin)為迅(xun)速(su)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹所產生的(de)(de)應力造(zao)成開路(lu)而(er)失效(xiao)。
因此,對于大工(gong)作電流的(de)功率(lv)(lv)型(xing)LED芯片(pian),低熱(re)(re)(re)(re)阻、散(san)熱(re)(re)(re)(re)良(liang)好(hao)及低應力的(de)新的(de)封裝結(jie)構是功率(lv)(lv)型(xing)LED器件的(de)技(ji)術(shu)關鍵。可采(cai)用(yong)低阻率(lv)(lv)、高導熱(re)(re)(re)(re)性(xing)能的(de)材料粘結(jie)芯片(pian);在芯片(pian)下部加銅或鋁質(zhi)熱(re)(re)(re)(re)沉,并采(cai)用(yong)半包封結(jie)構,加速散(san)熱(re)(re)(re)(re);甚至設計二次散(san)熱(re)(re)(re)(re)裝置,來降低器件的(de)熱(re)(re)(re)(re)阻。在器件的(de)內部,填充透明(ming)度(du)高的(de)柔性(xing)硅橡(xiang)膠,在硅橡(xiang)膠承受的(de)溫度(du)范圍內(一(yi)般為-40℃~200℃),膠體(ti)不會(hui)因溫度(du)驟然變化而導致器件開路(lu),也不會(hui)出現(xian)變黃現(xian)象。零件材料也應充分(fen)考(kao)慮其(qi)導熱(re)(re)(re)(re)、散(san)熱(re)(re)(re)(re)特(te)性(xing),以獲得(de)良(liang)好(hao)的(de)整體(ti)熱(re)(re)(re)(re)特(te)性(xing)。
二次光學設計技術
為提高器件的取光效率,設計外加的反射杯與多重光學透鏡。
功率型LED白光技術
常見的實現白光的工藝方法有如下三種:
(1)藍色芯片上涂上YAG熒光粉,芯片的藍色光激發熒光粉發出540nm~560nm的黃綠光,黃綠光與藍色光合成白光。該方法制備相對簡單,效率高,具有實用性。缺點是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導致出光面均勻性差、色調一致性不好;色溫偏高;顯色性不夠理想。
(2)RGB三基色多個芯片或多個器件發光混色成白光,或者用藍+黃綠色雙芯片補色產生白光。只要散熱得法,該方法產生的白光較前一種方法穩定,但驅動較復雜,另外(wai)還要考慮不同顏色芯片的(de)不同光衰速度。
(3)在紫外(wai)光(guang)(guang)芯片上涂RGB熒光(guang)(guang)粉(fen)(fen),利用(yong)紫光(guang)(guang)激發熒光(guang)(guang)粉(fen)(fen)產(chan)生三(san)基色(se)光(guang)(guang)混色(se)形成(cheng)白光(guang)(guang)。由于目(mu)前的紫外(wai)光(guang)(guang)芯片和(he)RGB熒光(guang)(guang)粉(fen)(fen)效率較低,仍(reng)未達到實用(yong)階(jie)段。
關注我們
公(gong)眾號:china_tp
微信名稱:亞威資訊
顯示行業頂級新媒體
掃一掃即可關注我們