您當前的位置: 保駕護航裝修網(wǎng) 裝修技巧 大功率照明級LED的封裝技能、質(zhì)料
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來自:保駕護航網(wǎng) 閱讀:32人已瀏覽 發(fā)布時間:2013-08-04 分享:
從現(xiàn)實運用的角度來看,安置利用簡略、體積相對較小的大功率led器件在大部分的照明應用中必將取代傳統(tǒng)的小功率led器件。由小功率led組成的照明燈具為了滿足照明的需要,必須集中許多個led的光能才能達到設計要求,但帶來的缺點是線路異常復雜、散熱不暢,為了平衡各個led之間的電流、電壓關系,必須設計復雜的供電電路。相比之下,大功率單體led的功率遠大于若干個小功率led的功率總和,供電線路相對簡單,散熱結構完善,物理特性穩(wěn)定。所以說,大功率led器件的封裝方法和封裝材料并不能簡單地套用傳統(tǒng)的小功率led器件的封裝方法與封裝材料。大的耗散功率、大的發(fā)熱量以及高的出光效率,給led封裝工藝、封裝設備和封裝材料提出了新的更高的要求。
大功率led芯片
要想得到大功率led器件,就必須制備合適的大功率led芯片。國際上通常的制造大功率led芯片的方法有如下幾種:
?、偌哟蟪叽绶āMㄟ^增大單體led的有效發(fā)光面積和尺寸,促使流經(jīng)tcl層的電流均勻分布,以達到預期的光通量。但是,簡單地增大發(fā)光面積無法解決散熱問題和出光問題,并不能達到預期的光通量和實際應用效果。
?、诠璧装宓寡b法。首先制備出適合共晶焊接的大尺寸led芯片,同時制備出相應尺寸的硅底板,并在硅底板上制作出供共晶焊接用的金導電層及引出導電層(超聲金絲球焊點),再利用共晶焊接設備將大尺寸led芯片與硅底板焊接在一起。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(chǎn)方式。
美國lumileds公司于2001年研制出了algainn功率型倒裝芯片(fcled)結構,其制造流程是:首先在外延片頂部的p型gan上淀積厚度大于500a的niau層,用于歐姆接觸和背反射;再采用掩模選擇刻蝕掉p型層和多量子阱有源層,露出n 型層;經(jīng)淀積、刻蝕形成n型歐姆接觸層,芯片尺寸為1mm×1mm,p型歐姆接觸為正方形,n型歐姆接觸以梳狀插入其中,這樣可縮短電流擴展距離,把擴展電阻降至最小;然后將金屬化凸點的algainn芯片倒裝焊接在具有防靜電保護二極管(esd)的硅載體上。
?、厶沾傻装宓寡b法。先利用led晶片通用設備制備出具有適合共晶焊接電極結構的大出光面積的led芯片和相應的陶瓷底板,并在陶瓷底板上制作出共晶焊接導電層及引出導電層,然后利用共晶焊接設備將大尺寸led芯片與陶瓷底板焊接在一起。這樣的結構既考慮了出光問題也考慮到了散熱問題,并且采用的陶瓷底板為高導熱陶瓷板,散熱效果非常理想,價格又相對較低,所以為目前較為適宜的底板材料,并可為將來的集成電路一體化封裝預留空間。
④藍寶石襯底過渡法。按照傳統(tǒng)的ingan芯片制造方法在藍寶石襯底上生長出pn結后,將藍寶石襯底切除,再連接上傳統(tǒng)的四元材料,制造出上下電極結構的大尺寸藍光led芯片。
?、輆lgainn碳化硅(sic)背面出光法。美國cree公司是全球唯一采用sic襯底制造algainn超高亮度led的廠家,幾年來其生產(chǎn)的 algainn/sica芯片結構不斷改進,亮度不斷提高。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(chǎn)品。
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