高取光率低熱阻功率型LED封裝技術

　超高亮度LED的應用面不斷擴大，首先進入特種照明的市場領域，并向普通照明市場邁進。由于LED芯片輸入功率的不斷提高，對這些功率型LED的封裝技術提出了更高的要求。功率型LED封裝技術主要應滿足以下兩點要求：一是封裝結構要有高的取光效率，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。

　　半導體LED若要作為照明光源，常規產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要在照明領域發展，關鍵是要將其發光效率、光通量提高至現有照明光源的等級。功率型LED所用的外延材料采用MOCVD的外延生長技術和多量子阱結構，雖然其內量子效率還需進一步提高，但獲得高發光通量的最大障礙仍是芯片的取光效率低。現有的功率型LED的設計采用了倒裝焊新結構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換效率，從而獲得較高的發光通量。除了芯片外，器件的封裝技術也舉足輕重。關鍵的封裝技術工藝有：

　　散熱技術

　　傳統的指示燈型LED封裝結構，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外連接后用環氧樹脂封裝而成，其熱阻高達250℃/W～300℃/W，新的功率型芯片若采用傳統式的LED封裝形式，將會因為散熱不良而導致芯片結溫迅速上升和環氧碳化變黃，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構是功率型LED器件的技術關鍵。可采用低阻率、高導熱性能的材料粘結芯片;在芯片下部加銅或鋁質熱沉，并采用半包封結構，加速散熱;甚至設計二次散熱裝置，來降低器件的熱阻。在器件的內部，填充透明度高的柔性硅橡膠，在硅橡膠承受的溫度范圍內(一般為-40℃～200℃)，膠體不會因溫度驟然變化而導致器件開路，也不會出現變黃現象。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。

　　二次光學設計技術

　　為提高器件的取光效率，設計外加的反射杯與多重光學透鏡。

　　功率型LED白光技術

　　常見的實現白光的工藝方法有如下三種：

　　(1)藍色芯片上涂上YAG熒光粉，芯片的藍色光激發熒光粉發出540nm～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光混色成白光，或者用藍+黃綠色雙芯片補色產生白光。只要散熱得法，該方法產生的白光較前一種方法穩定，但驅動較復雜，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，利用紫光激發熒光粉產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，仍未達到實用階段。