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

        半導(dǎo)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(yuǎn)。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(jí)。功率型LED 所用的外延材料采用MOCVD 的外延生長(zhǎng)技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)雖然其外量子效率還需進(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(lái)提高芯片的取光效率，改善芯片的熱特性，并通過(guò)增大芯片面積，加大工作電流來(lái)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(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(tái)上，由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成，其熱阻高達(dá)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(huì)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(kāi)路而失效。因此，對(duì)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。采用低電阻率、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；甚至設(shè)計(jì)二次散熱裝置，來(lái)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(huì)因溫度驟然變化而導(dǎo)致器件開(kāi)路,也不會(huì)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。

2、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。

3、功率型LED 白光技術(shù)

常見(jiàn)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)出典型值為500nm~560nm 的黃綠光，黃綠光與藍(lán)色光合成白光。該方法制備相對(duì)簡(jiǎn)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(dòng)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。但目前的紫外光芯片和RGB 熒光粉效率較低，環(huán)氧樹(shù)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(jìn)行白光LED 產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，并已進(jìn)行了W 級(jí)功率LED 的樣品試制。積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，我們認(rèn)為照明用W 級(jí)功率LED 產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還必須解決如下技術(shù)問(wèn)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(guò)程中，由于載體膠的粘度是動(dòng)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(dǎo)致了白光顏色的不均勻。

②芯片光電參數(shù)配合：半導(dǎo)體工藝的特點(diǎn)，決定同種材料同一晶圓芯片之間都可能存在光學(xué)參數(shù)（如波長(zhǎng)、光強(qiáng)）和電學(xué)（如正向電壓）參數(shù)差異。RGB 三基色芯片更是這樣，對(duì)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(yīng)用要求產(chǎn)生的光色度參數(shù)控制：不同用途的產(chǎn)品，對(duì)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(duì)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。

4、測(cè)試技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

        隨著W 級(jí)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(jìn)入（特種）照明市場(chǎng)，顯示或指示用的傳統(tǒng)LED 產(chǎn)品參數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法已不能滿(mǎn)足照明應(yīng)用的需要。國(guó)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(cè)試儀器，不同的儀器使用的測(cè)試原理、條件、標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異，增加了測(cè)試應(yīng)用、產(chǎn)品性能比較工作的難度和問(wèn)題復(fù)雜化。