大功率led照明產(chǎn)品及散熱技術(shù)講義-文庫吧資料
2025-02-25 13:10本頁面
【正文】 裝結(jié)構(gòu)的主要目標(biāo)是提高光電功率轉(zhuǎn)換效率。n晶片鍵合（ Wａｆｅｒ Bｏｎｄｉｎｇ） 采用金屬有機(jī)化合物汽相淀積的外延生長技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)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。我國大陸較晚開展超高亮度紅、黃與藍(lán)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(dá)到了一定的水平。繼國聯(lián)光電研制成ＧＢ大功率ＩｎＧａ ＡＩＰＬＥＤ之后，光鼎電子也成功開發(fā)了白光與各種色光的功率型ＬＥＤ器件，并投入了批量生產(chǎn)。 同時(shí)，美國Ｃｒｅｅ公司開發(fā)了背面出光功率型的ＡＩＧａｌｎＮ /ＳｉＣ?。蹋牛男酒Y(jié)構(gòu)，該器件的芯片尺寸達(dá)０．９ｍｍ ０．９ｍｍ，采用米字型電極，其工作電流為４００ｍＡ?xí)r，輸出光功率達(dá)到２５０ｍ W。當(dāng)該器件的正向電流為１Ａ，正向電壓為３．３Ｖ時(shí)，光輸出功率達(dá)４００ｍ W。目前，該器件的制作工藝已大為簡化，可批量生產(chǎn)。以脈沖方式工作時(shí)，則可達(dá)１４０ｌｍ。四個(gè)環(huán)節(jié)相輔相成，共同推動(dòng)功率型ＬＥＤ的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，構(gòu)成半導(dǎo)體照明的核心力量。功率型ＬＥＤ芯片的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)的四個(gè)重要環(huán)節(jié)：（ 1）通過加大工作電流提高芯片的整體功率；（ 2）采用新型的封裝結(jié)構(gòu)提高光電功率轉(zhuǎn)換效率；（ 3）設(shè)計(jì)新的芯片結(jié)構(gòu)以提高取光效率；（ 4）采用導(dǎo) 目前國內(nèi)從事功率型ＬＥＤ研發(fā)生產(chǎn)的廠家多關(guān)注于個(gè)別技術(shù)點(diǎn)，尤其是封裝技術(shù)。因此，ＬＥＤ要在照明領(lǐng)域發(fā)展，關(guān)鍵是要將其發(fā)光效率、光通量提高至現(xiàn)有照明光源的等級。 在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，靜電的防范是否得當(dāng)，直接影響到產(chǎn)品的成品率、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。? 芯片上設(shè)計(jì)靜電保護(hù)線路。藍(lán)寶石襯底的藍(lán)色芯片其正負(fù)電極均位于芯片上面，間距很??；對于InGaN/AlGaN/GaN雙異質(zhì)結(jié)， 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。電防護(hù)技術(shù)? 由于 GaN是寬禁帶材料，電阻率較高，該類芯片在生產(chǎn)過程中因靜電產(chǎn)生的感生電荷不易消失，累積到相當(dāng)?shù)某潭?，可以產(chǎn)生很高的靜電電壓。? 照明 LED是處于大電流驅(qū)動(dòng)下工作，這就對其提出更高的可靠性要求。但 LED要往照明業(yè)拓展，建立 LED照明 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)規(guī)范化的重要手段。國內(nèi)外的半導(dǎo)體設(shè)備儀器生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異，增加了測試應(yīng)用、產(chǎn)品性能比較工作的難度和問題復(fù)雜化。在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，對上述因素進(jìn)行控制，得到符合應(yīng)用要求、一致性好的產(chǎn)品十分重要。不同用途的產(chǎn)品，對 白光 LED的色坐標(biāo)、色溫、顯色性、光功率（或光強(qiáng)）和光的空間分布等要求不同。這是產(chǎn)業(yè)化必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。功率型 LED白光技術(shù)? 芯片光電參數(shù)配合：LED芯片 +熒光粉工藝采用的涂膠方法，通常是將熒光粉與膠混合后用分配器將其涂到芯片上。? 粉涂布量控制：對于大工作電流的功率型 LED芯片，低熱阻、散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型 LED器件的技術(shù)關(guān)鍵。~200℃），膠體不會因溫度驟然變化而導(dǎo)致器件開路，也不會出現(xiàn)變黃現(xiàn)象。 (如圖 2)? 可采用低阻率、高導(dǎo)熱性能的材料粘結(jié)芯片；? 在芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉，并采用半包封結(jié)構(gòu)，加速散熱；? 設(shè)計(jì)二次散熱裝置，來降低器件的熱阻。但是順流 LED其發(fā)射的 光子 數(shù)目則會由發(fā)光面積的加大而提高。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(shù)目較多，也就是單顆 LED的制造成本可能降低。 LED設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)有如下列諸圖所示 (如圖 1)LED電流轉(zhuǎn)彎的問題不能靠封裝的設(shè)計(jì)(如復(fù)晶或 Flip Chip)改善，把電流截彎取直才是正道，這樣必須把電極置于LED磊晶的兩側(cè)。更有甚者，電流集中之處會產(chǎn)生熱點(diǎn)使晶格缺陷范圍延伸， LED的 亮度 就會隨缺陷擴(kuò)大而遞減。由于藍(lán)寶石基材不導(dǎo)電， LED正負(fù)兩個(gè)電極乃設(shè)在同面。4. 由于硅基體易碎，因此強(qiáng)烈建議封裝打線時(shí)，盡量遠(yuǎn)離基體邊緣，以免損壞基體。關(guān)鍵的封裝技術(shù)工藝有：大功率ＬＥＤ技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?3W模組 ,9顆芯片 (芯片尺寸 :18mil),3并 3串 , 電流 300mA,電壓 ?5W模組 ,4顆芯片 (芯片尺寸 :40mil),2并 2串 ,電流 700mA,電壓 ?10W 模組 ,9 顆芯片 (芯片尺寸 :40mil),3并 3串 ,電流 1050mA,電壓 幾種整合模式?10W 模組 ,36顆芯片 (芯片尺寸 :18mil),6并 6串 ,電流 500mA,電壓 1821
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