大功率型LED封装技术

2、二次光学设计技术

为提高器件的取光效率，设计外加的反射杯与多重光学透镜。

3、功率型LED白光技术

常见的实现白光的工艺方法有如下三种：

1）蓝色芯片上涂上YAG荧光粉，芯片的蓝色光激发荧光粉发出典型值为500nm~560nm 的黄绿光，黄绿光与蓝色光合成白光。该方法制备相对简单，效率高，具有实用性。缺点是布胶量一致性较差、荧光粉易沉淀导致出光面均匀性差、色调一致性不好；色温偏高；显色性不够理想。

2）RGB 三基色多个芯片或多个器件发光混色成白光；或者用蓝+黄绿色双芯片补色产生白光。只要散热得法，该方法产生的白光较前一种方法稳定，但驱动较复杂，另外还要考虑不同颜色芯片的不同光衰速度。

3）在紫外光芯片上涂RGB 荧光粉，利用紫光激发荧光粉产生三基色光混色形成白光。但目前的紫外光芯片和RGB 荧光粉效率较低，环氧树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）进行白光LED产品的批量生产，并已进行了W 级功率LED的样品试制。积累了一定的经验和体会，我们认为照明用W 级功率LED 产品要实现产业化还必须解决如下技术问题：

①粉涂布量控制：LED 芯片+荧光粉工艺采用的涂胶方法通常是将荧光粉与胶混合后用分配器将其涂到芯片上。在操作过程中，由于载体胶的粘度是动态参数、荧光粉比重大于载体胶而产生沉淀以及分配器
精度等因素的影响，此工艺荧光粉的涂布量均匀性的控制有难度，导致了白光颜色的不均匀。
②芯片光电参数配合：半导体工艺的特点，决定同种材料同一晶圆芯片之间都可能存在光学参数（如波长、光强）和电学（如正向电压）参数差异。RGB 三基色芯片更是这样，对于白光色度参数影响很大。这是产业化必须要解决的关键技术之一。
③根据应用要求产生的光色度参数控制：不同用途的产品，对白光LED 的色坐标、色温、显色性、光功率（或光强）和光的空间分布等要求就不同。上述参数的控制涉及产品结构、工艺方法、材料等多方面因素的配合。在产业化生产中，对上述因素进行控制，得到符合应用要求、一致性好的产品十分重要。

4、测试技术与标准

随着W 级功率芯片制造技术和白光LED 工艺技术的发展，LED 产品正逐步进入（特种）照明市场，显示或指示用的传统LED 产品参数检测标准及测试方法已不能满足照明应用的需要。国内外的半导体设备仪器生产企业也纷纷推出各自的测试仪器，不同的仪器使用的测试原理、条件、标准存在一定的差异，增加了测试应用、产品性能比较工作的难度和问题复杂化。

我国光学光电子行业协会光电子器件分会行业协会根据LED 产品发展的需要，于2003 年发布了“发光二极管测试方法（试行）”，该测试方法增加了LED 色度参数的规定。但LED 要往照明业拓展，建立LED照明产品标准是产业规范化的重要手段。

5、筛选技术与可靠性保证

由于灯具外观的限制，照明用LED 的装配空间密封且受到局限，密封且有限的空间不利于LED 散热，这意味着照明LED 的使用环境要劣于传统显示、指示用LED 产品。另外，照明LED 处于大电流驱动下工作，这就对其提出更高的可靠性要求。在产业化生产中，针对不同的产品用途，制定适当的热老化、温度循环冲击、负载老化工艺筛选试验，剔除早期失效品，保证产品的可靠性很有必要。

6、静电防护技术

蓝宝石衬底的蓝色芯片其正负电极均位于芯片上面，间距很小；对于InGaN/AlGaN/GaN 双异质结，InGaN 活化簿层仅几十nm，对静电的承受能力很小，极易被静电击穿，使器件失效。因此，在产业化生产中，静电的防范是否得当，直接影响到产品的成品率、可靠性和经济效益。静电的防范技术有如下几种：

①生产、使用场所从人体、台、地、空间及产品传输、堆放等实施防范，手段有防静电服装、手套、手环、鞋、垫、盒、离子风扇、检测仪器等。
②芯片上设计静电保护线路。
③LED 上装配保护器件。
厦门华联电子有限公司长期从事半导体LED 及其它光电子器件的研制、生产。目前在功率LED 方面，
已具备食人鱼、PLCC 功率型LED 产品的量产能力。目前已有三基色芯片的PLCC 功率型LED 用于室外装饰应用产品出口欧美市场。在多芯片混色白光技术应用方面，已有彩色显示模块出口。W 级功率型LED已经研制出R、Y、G、B、W 色，两种外形样品。IF=350mA 下的光效分别约为14lm/W、11lm/W、12lm/W、4lm/W 和11.5lm/W，目前可提供样品试用。

四、结束语

我国LED 封装产品主要是普通小功率LED，同时还具有一定的功率型LED封装技术和水品。但由于多种原因，我国大功率LED封装技术水平总体来说与国际水平还有相当的差距。为了加快发展LED封装技术水平，我们建议：

1．国家要重点支持LED 前工序外延、芯片有实力的重点研究单位（大学）和企业，集中优势，重点突破前工序的关键技术难点，尽快开发并生产有自主产权的1W、3W、5W 和10W 等大功率LED 芯片，只有这样，才能确保我国大功率LED 的顺利发展。

2．国家要重点扶植几家有实力的大功率LED 封装企业，研发有自主产权的LED 封装产品，并要达到规模化的生产程度，参与国际市场竞争。

3．要重视荧光粉、封装环氧等基础材料的研究开发及产业化工作。

4．根据市场要求，开发适应市场的各种功率型LED 产品，首先瞄准特种照明应用的市场，并逐步向普通照明灯源市场迈进。

参考文献：
［1］Compound Semiconductor 2003.9(10)
［2］Elektronik 2003.3
［3］Compound Semiconductor 2002.8(8)
［4］Compound Semiconductor 2001.5
［5］Compound Semiconductor 2003.9(7)
［6］Compound Semiconductor 2003.9(4)