大功率led照明產品及散熱技術-wenkub
2023-03-12 13:04:50 本頁面
【正文】 。普通 LED功率一般為 、工作電流為 20mA，而大功率 LED可以達到 1W、 2W、甚至數十瓦，工作電流可以是幾十毫安到幾百毫安不等。主要內容功率型ＬＥＤ芯片技術原 理大功率ＬＥＤ技術結構設計功率型ＬＥＤ散熱技術結束語? 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。由于目前大功率LED在光通量、轉換效率和成本等方面的制約，因此決定了大功率白光 LED短期內的應用主要是一些特殊領域的照明，中長期目標才是通用照明。這樣的結構較為合理，既考慮了出光問題又考慮到了散熱問題，這是目前主流的大功率 LED的生產方式。(4)藍寶石襯底過渡法。由于 P型和 N型電極分別位于芯片的底部和頂部，采用單引線鍵合，兼容性較好，使用方便，因而成為 AlGaInNLED發(fā)展的另一主流產品。? 現有的功率型 LED的設計采用了倒裝焊新結構來提高芯片的取光效率，改善芯片的熱特性，并通過增大芯片面積，加大工作電流來提高器件的光電轉換效率，從而獲得較高的發(fā)光通量。4. 由于硅基體易碎，因此強烈建議封裝打線時，盡量遠離基體邊緣，以免損壞基體。更有甚者，電流集中之處會產生熱點使晶格缺陷范圍延伸， LED的 亮度 就會隨缺陷擴大而遞減。除此之外，相同亮度的順流 LED使用的芯片面積較小，因此晶圓上切出的晶粒數目較多，也就是單顆 LED的制造成本可能降低。 (如圖 2)? 可采用低阻率、高導熱性能的材料粘結芯片；? 在芯片下部加銅或鋁質熱沉，并采用半包封結構，加速散熱；? 設計二次散熱裝置，來降低器件的熱阻。對于大工作電流的功率型 LED芯片，低熱阻、散熱良好及低應力的新的封裝結構是功率型 LED器件的技術關鍵。功率型 LED白光技術? 芯片光電參數配合：這是產業(yè)化必須要解決的關鍵技術之一。不同用途的產品，對 白光 LED的色坐標、色溫、顯色性、光功率（或光強）和光的空間分布等要求不同。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。? 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。藍寶石襯底的藍色芯片其正負電極均位于芯片上面，間距很小；對于InGaN/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。 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。目前國內從事功率型ＬＥＤ研發(fā)生產的廠家多關注于個別技術點，尤其是封裝技術。四個環(huán)節(jié)相輔相成，共同推動功率型ＬＥＤ的大規(guī)模產業(yè)化，構成半導體照明的核心力量。目前，該器件的制作工藝已大為簡化，可批量生產。 同時，美國Ｃｒｅｅ公司開發(fā)了背面出光功率型的ＡＩＧａｌｎＮ /ＳｉＣ?。蹋牛男酒Y構，該器件的芯片尺寸達０．９ｍｍ ０．９ｍｍ，采用米字型電極，其工作電流為４００ｍＡ時，輸出光功率達到２５０ｍ W。我國大陸較晚開展超高亮度紅、黃與藍綠光器件的研制工作，目前上海大晨光電的功率型器件開發(fā)工作也達到了一定的水平。采用金屬有機化合物汽相淀積的外延生長技術和多量子阱結構增大芯片面積，從而加大芯片的工作電流，提高芯片的整體功率。采用新型封裝結構的主要目標是提高光電功率轉換效率。采用ＩｎＧａＡｌＰ（ＡＳ）紋理表面結構的新一代功率型ＬＥＤ芯片，可以獲得大于５０％的外量子效率，其基本性能與ＴＳ結構的ＬＥＤ相當，不僅可取代常 n生產工藝（ 1）金屬有機化合物汽相淀積（ＭＯＣＶＤ）；（ 2）多量子阱結構；（ 3）倒裝焊接；（ 4）晶片鍵合；（ 5）紋理表面結構；（ 6）動態(tài)自適應粉涂布量控制。功率型ＬＥＤ產品已獲市場認可，供不應求，目前產銷矛盾突出。功率型ＬＥＤ項目是高技術、高投入、高產出項目，在國內外市場上都具有相當的競爭能力。 芯片體積小，結構緊湊，局部熱流密度大，熱量不宜釋放。大功率 LED主要的 散熱路徑是 ：管芯 → 散熱墊 → 印制板敷銅層 → 印制板 → 環(huán)境空氣。如果 LED的散熱墊與 PCB的敷銅層采用回流焊焊在一起，則 RCB=0，則上式可寫成： RJA=RJC+RBA若結溫為 TJ、環(huán)境溫度為 TA、 LED的功耗為 PD,則RJA與 TJ、 TA及 PD的關系為：式中 P
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