大功率照明LED發(fā)光二極管的封裝技術
閱讀：1472發(fā)布時間：2011-9-30
從實際應用的角度來看，安裝使用簡單、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燈之間的電流、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。
1、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。上通常的制造大功率LED芯片的方法有如下幾種：
①加大尺寸法。通過增大單體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。
②硅底板倒裝法。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。
③陶瓷底板倒裝法。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。
⑤AlGaInN碳化硅（SiC）背面出光法。美國Cree公司是*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)光管發(fā)展的另一主流產(chǎn)品。
