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[導(dǎo)讀] 超高亮度LED的應(yīng)用面不斷擴(kuò)大,首先進(jìn)入特種照明的市場領(lǐng)域,并向普通照明市場邁進(jìn)。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(shù)提出了更高的要求。功率型LED封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足以下兩點(diǎn)要求:一是

 超高亮度LED的應(yīng)用面不斷擴(kuò)大,首先進(jìn)入特種照明的市場領(lǐng)域,并向普通照明市場邁進(jìn)。由于LED芯片輸入功率的不斷提高,對這些功率型LED封裝技術(shù)提出了更高的要求。功率型LED封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足以下兩點(diǎn)要求:一是封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率,其二是熱阻要盡可能低,這樣才能保證功率LED的光電性能和可靠性。

  半導(dǎo)體LED若要作為照明光源,常規(guī)產(chǎn)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(yuǎn)。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。功率型LED所用的外延材料采用MOCVD的外延生長技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu),雖然其內(nèi)量子效率還需進(jìn)一步提高,但獲得高發(fā)光通量的最大障礙仍是芯片的取光效率低?,F(xiàn)有的功率型LED的設(shè)計(jì)采用了倒裝焊新結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換效率,從而獲得較高的發(fā)光通量。除了芯片外,器件的封裝技術(shù)也舉足輕重。關(guān)鍵的封裝技術(shù)工藝有:

  散熱技術(shù)

  傳統(tǒng)的指示燈型LED封裝結(jié)構(gòu),一般是用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺寸的反射杯中或載片臺上,由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹脂封裝而成,其熱阻高達(dá)250℃/W~300℃/W,新的功率型芯片若采用傳統(tǒng)式的LED封裝形式,將會因?yàn)樯岵涣级鴮?dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升和環(huán)氧碳化變黃,從而造成器件的加速光衰直至失效,甚至因?yàn)檠杆俚臒崤蛎浰a(chǎn)生的應(yīng)力造成開路而失效。

  因此,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??刹捎玫妥杪省⒏邔?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;甚至設(shè)計(jì)二次散熱裝置,來降低器件的熱阻。在器件的內(nèi)部,填充透明度高的柔性硅橡膠,在硅橡膠承受的溫度范圍內(nèi)(一般為-40℃~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。零件材料也應(yīng)充分考慮其導(dǎo)熱、散熱特性,以獲得良好的整體熱特性。

  二次光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)

  為提高器件的取光效率,設(shè)計(jì)外加的反射杯與多重光學(xué)透鏡。

  功率型LED白光技術(shù)

  常見的實(shí)現(xiàn)白光的工藝方法有如下三種:

  (1)藍(lán)色芯片上涂上YAG熒光粉,芯片的藍(lán)色光激發(fā)熒光粉發(fā)出540nm~560nm的黃綠光,黃綠光與藍(lán)色光合成白光。該方法制備相對簡單,效率高,具有實(shí)用性。缺點(diǎn)是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導(dǎo)致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好;色溫偏高;顯色性不夠理想。

  (2)RGB三基色多個(gè)芯片或多個(gè)器件發(fā)光混色成白光,或者用藍(lán)+黃綠色雙芯片補(bǔ)色產(chǎn)生白光。只要散熱得法,該方法產(chǎn)生的白光較前一種方法穩(wěn)定,但驅(qū)動較復(fù)雜,另外還要考慮不同顏色芯片的不同光衰速度。

  (3)在紫外光芯片上涂RGB熒光粉,利用紫光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和RGB熒光粉效率較低,仍未達(dá)到實(shí)用階段。

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