三、功率型LED 產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵的封裝技術(shù)

        半導體LED 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。因此，LED 要在照明領(lǐng)域發(fā)展，關(guān)鍵要將其發(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)雖然其外量子效率還需進一步提高，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：

1、散熱技術(shù)

         傳統(tǒng)的指示燈型LED 封裝結(jié)構(gòu)，一般是用導電或非導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250~300℃/W，新的功率型芯片若采用傳統(tǒng)式的LED 封裝形式，將會因為散熱不良而導致芯片結(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，甚至因為迅速的熱膨脹所產(chǎn)生的應力造成開路而失效。因此，對于大工作電流的功率型LED芯片，低熱阻、散熱良好及低應力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型LED 器件的技術(shù)關(guān)鍵。采用低電阻率、高導熱性能的材料粘結(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致器件開路,也不會出現(xiàn)變黃現(xiàn)象。零件材料也應充分考慮其導熱、散熱特性，以獲得良好的整體熱特性。

2、二次光學設(shè)計技術(shù)

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

3、功率型LED 白光技術(shù)

常見的實現(xiàn)白光的工藝方法有如下三種：

1）藍色芯片上涂上YAG 熒光粉，芯片的藍色光激發(fā)熒光粉發(fā)出典型值為500nm~560nm 的黃綠光，黃綠光與藍色光合成白光。該方法制備相對簡單，效率高，具有實用性。缺點是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好；色溫偏高；顯色性不夠理想。

2）RGB 三基色多個芯片或多個器件發(fā)光混色成白光；或者用藍+黃綠色雙芯片補色產(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。但目前的紫外光芯片和RGB 熒光粉效率較低，環(huán)氧樹脂在紫外光照射下易分解老化。我司目前已采用方法1）和2）進行白光LED 產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，并已進行了W 級功率LED 的樣品試制。積累了一定的經(jīng)驗和體會，我們認為照明用W 級功率LED 產(chǎn)品要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還必須解決如下技術(shù)問題：

①粉涂布量控制：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。在操作過程中，由于載體膠的粘度是動態(tài)參數(shù)、熒光粉比重大于載體膠而產(chǎn)生沉淀以及分配器精度等因素的影響，此工藝熒光粉的涂布量均勻性的控制有難度，導致了白光顏色的不均勻。

②芯片光電參數(shù)配合：半導體工藝的特點，決定同種材料同一晶圓芯片之間都可能存在光學參數(shù)（如波長、光強）和電學（如正向電壓）參數(shù)差異。RGB 三基色芯片更是這樣，對于白光色度參數(shù)影響很大。這是產(chǎn)業(yè)化必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

③根據(jù)應用要求產(chǎn)生的光色度參數(shù)控制：不同用途的產(chǎn)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就不同。上述參數(shù)的控制涉及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝方法、材料等多方面因素的配合。在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，對上述因素進行控制，得到符合應用要求、一致性好的產(chǎn)品十分重要。

4、測試技術(shù)與標準

        隨著W 級功率芯片制造技術(shù)和白光LED 工藝技術(shù)的發(fā)展，LED 產(chǎn)品正逐步進入（特種）照明市場，顯示或指示用的傳統(tǒng)LED 產(chǎn)品參數(shù)檢測標準及測試方法已不能滿足照明應用的需要。國內(nèi)外的半導體設(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、標準存在一定的差異，增加了測試應用、產(chǎn)品性能比較工作的難度和問題復雜化。