大功率型LED封裝技術

2、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。

3、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。但目前的紫外光芯片和RGB 熒光粉效率較低，環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 產品的批量生產，并已進行了W 級功率LED 的樣品試制。積累了一定的經驗和體會，我們認為照明用W 級功率LED 產品要實現產業化還必須解決如下技術問題：

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參數、熒光粉比重大于載體膠而產生沉淀以及分配器
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（如波長、光強）和電學（如正向電壓）參數差異。RGB 三基色芯片更是這樣，對于白光色度參數影響很大。這是產業化必須要解決的關鍵技術之一。
③根據應用要求產生的光色度參數控制：不同用途的產品，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。上述參數的控制涉及產品結構、工藝方法、材料等多方面因素的配合。在產業化生產中，對上述因素進行控制，得到符合應用要求、一致性好的產品十分重要。

4、測試技術與標準

隨著W 級功率芯片制造技術和白光LED 工藝技術的發展，LED 產品正逐步進入（特種）照明市場，顯示或指示用的傳統LED 產品參數檢測標準及測試方法已不能滿足照明應用的需要。國內外的半導體設備儀器生產企業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、產品性能比較工作的難度和問題復雜化。

我國光學光電子行業協會光電子器件分會行業協會根據LED 產品發展的需要，于2003 年發布了“發光二極管測試方法（試行）”，該測試方法增加了LED 色度參數的規定。但LED 要往照明業拓展，建立LED照明產品標準是產業規范化的重要手段。

5、篩選技術與可靠性保證

由于燈具外觀的限制，照明用LED 的裝配空間密封且受到局限，密封且有限的空間不利于LED 散熱，這意味著照明LED 的使用環境要劣于傳統顯示、指示用LED 產品。另外，照明LED 處于大電流驅動下工作，這就對其提出更高的可靠性要求。在產業化生產中，針對不同的產品用途，制定適當的熱老化、溫度循環沖擊、負載老化工藝篩選試驗，剔除早期失效品，保證產品的可靠性很有必要。

6、靜電防護技術

藍寶石襯底的藍色芯片其正負電極均位于芯片上面，間距很小；對于InGaN/AlGaN/GaN 雙異質結，InGaN 活化簿層僅幾十nm，對靜電的承受能力很小，極易被靜電擊穿，使器件失效。因此，在產業化生產中，靜電的防范是否得當，直接影響到產品的成品率、可靠性和經濟效益。靜電的防范技術有如下幾種：

①生產、使用場所從人體、臺、地、空間及產品傳輸、堆放等實施防范，手段有防靜電服裝、手套、手環、鞋、墊、盒、離子風扇、檢測儀器等。
②芯片上設計靜電保護線路。
③LED 上裝配保護器件。
廈門華聯電子有限公司長期從事半導體LED 及其它光電子器件的研制、生產。目前在功率LED 方面，
已具備食人魚、PLCC 功率型LED 產品的量產能力。目前已有三基色芯片的PLCC 功率型LED 用于室外裝飾應用產品出口歐美市場。在多芯片混色白光技術應用方面，已有彩色顯示模塊出口。W 級功率型LED已經研制出R、Y、G、B、W 色，兩種外形樣品。IF=350mA 下的光效分別約為14lm/W、11lm/W、12lm/W、4lm/W 和11.5lm/W，目前可提供樣品試用。

四、結束語

我國LED 封裝產品主要是普通小功率LED，同時還具有一定的功率型LED 封裝技術和水品。但由于多種原因，我國大功率LED 封裝技術水平總體來說與國際水平還有相當的差距。為了加快發展LED 封裝技術水平，我們建議：

1．國家要重點支持LED 前工序外延、芯片有實力的重點研究單位（大學）和企業，集中優勢，重點突破前工序的關鍵技術難點，盡快開發并生產有自主產權的1W、3W、5W 和10W 等大功率LED 芯片，只有這樣，才能確保我國大功率LED 的順利發展。

2．國家要重點扶植幾家有實力的大功率LED 封裝企業，研發有自主產權的LED 封裝產品，并要達到規模化的生產程度，參與國際市場競爭。

3．要重視熒光粉、封裝環氧等基礎材料的研究開發及產業化工作。

4．根據市場要求，開發適應市場的各種功率型LED 產品，首先瞄準特種照明應用的市場，并逐步向普通照明燈源市場邁進。

參考文獻：
［1］Compound Semiconductor 2003.9(10)
［2］Elektronik 2003.3
［3］Compound Semiconductor 2002.8(8)
［4］Compound Semiconductor 2001.5
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