提高取光效率降热阻功率型LED封装技术

筛选技术与可靠性保证

由于灯具外观的限制，照明用LED的装配空间密封且受到局限，密封且有限的空间不利于LED散热，这意味着照明LED的使用环境要劣于传统显示、指示用LED产品。另外，照明LED是处于大电流驱动下工作，这就对其提出更高的可靠性要求。在产业化生产中，针对不同的产品用途，进行适当的热老化、温度循环冲击、负载老化工艺筛选试验，剔除早期失效品，保证产品的可靠性很有必要。

电防护技术

由于GaN是宽禁带材料，电阻率较高，该类芯片在生产过程中因静电产生的感生电荷不易消失，累积到相当的程度，可以产生很高的静电电压。当超过材料的承受能力时，会发生击穿现象并放电。蓝宝石衬底的蓝色芯片其正负电极均位于芯片上面，间距很小；对于InGaN/AlGaN/GaN双异质结，InGaN活化薄层仅几十纳米，对静电的承受能力很小，极易被静电击穿，使器件失效。

因此，在产业化生产中，静电的防范是否得当，直接影响到产品的成品率、可靠性和经济效益。静电的防范技术有如下几种：

1.对生产、使用场所从人体、台、地、空间及产品传输、堆放等方面实施防范，手段有防静电服装、手套、手环、鞋、垫、盒、离子风扇、检测仪器等。

2.芯片上设计静电保护线路。

3.LED上装配保护器件。

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功率型LED封装技术现状

功率型LED分为功率LED和W级功率LED两种。功率LED的输入功率小于1W(几十毫瓦功率LED除外)；W级功率LED的输入功率等于或大于1W。

国外功率型LED封装技术

(1)功率LED

最早有HP公司于20世纪90年代初推出“食人鱼”封装结构的LED，并于1994年推出改进型的“Snap LED”，有两种工作电流，分别为70mA和150mA，输入功率可达0.3W。接着OSRAM公司推出“Power TOP LED”。之后一些公司推出多种功率LED的封装结构。这些结构的功率LED比原支架式封装的LED输入功率提高几倍，热阻降为几分之一。

(2)W级功率LED

W级功率LED是未来照明的核心部分，所以世界各大公司投入很大力量，对W级功率LED的封装技术进行研究开发。

单芯片W级功率LED最早是由Lumileds公司于1998年推出的LUXEON LED，该封装结构的特点是采用热电分离的形式，将倒装芯片用硅载体直接焊接在热沉上，并采用反射杯、光学透镜和柔性透明胶等新结构和新材料，现可提供单芯片1W、3W和5W的大功率LED。OSRAM公司于2003年推出单芯片的“Golden Dragon”系列LED，其结构特点是热沉与金属线路板直接接触，具有很好的散热性能，而输入功率可达1W。

多芯片组合封装的大功率LED，其结构和封装形式较多。美国UOE公司于2001年推出多芯片组合封装的Norlux系列LED，其结构是采用六角形铝板作为衬底。Lanina Ceramics公司于2003年推出了采用公司独有的金属基板上低温烧结陶瓷(LTCC-M)技术封装的大功率LED阵列。松下公司于2003年推出由64只芯片组合封装的大功率白光LED。日亚公司于2003年推出号称是全世界最亮的白光LED，其光通量可达600lm，输出光束为1000lm时，耗电量为30W，最大输入功率为50W，提供展览的白光LED模块发光效率达33lm/W。

有关多芯片组合的大功率LED，许多公司根据实际市场需求，不断开发出很多新结构封装的新产品，其开发研制的速度非常快。

国内功率型LED封装技术

国内LED封装产品的品种较齐全，据初步估计，全国LED封装厂超过200家，封装能力超过200亿只/年，封装的配套能力也很强。但是很多封装厂为私营企业，规模偏小。但我国台湾UEC公司(国联)采用金属键合(Metal Bonding)技术封装的MB系列大功率LED的特点是，用Si代替GaAs衬底，散热好，并以金属黏结层作光反射层，提高光输出。

对于大功率LED封装技术的研究开发，目前国家尚未正式支持投入，国内研究单位很少介入，封装企业投入研发的力度(人力和财力)还很不够，形成国内对封装技术的开发力量薄弱的局面，封装的技术水平与国外相比还有相当的差距。