10W級大功率LED光源封裝技術
作者:林勝,寧波升譜光電半導體有限公司
半導體照明光源與傳統光源的比較 目前用于普通照明領域的光源主要是白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈和金鹵燈,照明光源的光效、顯色指數和色溫都是產品的重要數據。根據電光源研究所的測試,這些燈光源的測試比較數據如下表所示:從以上測試數據可以看出,白熾燈的光效15.3lm/W較低,原因是熱輻射損失較大,而高壓鈉燈的顯色指數20.2較低,在應用領域上受到極大限制。對于高壓鈉燈和金鹵燈而言,它的光效的提高受限于熱損失,而它正是在高溫下才能正常工作,溫度越高熱損失越大,所以傳統光源的光效很難有進一步突破。
表 各種光源的測試數據比較 LED燈與白熾燈及熒光燈相比,LED具有體積小,可以多顆多種組合形式,發熱量低,基本上沒有熱幅射,耗電量小,可以低電壓、低電流起動,使用壽命壽命長,可以達到1萬小時以上,反應速度快,可在高頻操作,并且環保,耐震、耐沖擊不易破、廢棄物可回收,沒有污染,可平面封裝易開發成輕薄短小產品等優點。
LED已全面進入城市景觀照明領域,應用在建筑外立面照明、廣場指示性照明、道路景觀照明、綠化照明、水下照明等,甚至逐步進入道路照明領域。目前白光LED主要發光方式為:日亞化學(Nichia)以460nm波長的InGaN藍光晶粒涂上一層YAG熒光物質,利用藍光LED照射此熒光物質以產生與藍光互補的555nm波長黃光,再利用透鏡原理將互補的黃光、藍光予以混合,便可得出肉眼所需的白光。在這種方式下,升譜公司10W級大功率LED燈的光效為50lm/W,這主要受限于內外量子效率和熒光粉轉換效率,理論上,LED的內外量子效率和熒光粉轉換效率都可以大幅提升,那白光LED的光效會達到200lm/W左右的理想值,用于照明領域的白光LED只要100lm/W就可以進行實際替換傳統光源了。所以大功率LED燈作為較被看好的新興照明光源,其在照明市場的發展潛力值得期待。
照明領域的10W級大功率LED封裝技術
半導體照明(LED)技術發展非常迅速,目前白光LED發光效率已經達到40~60lm/W左右,但距離達到照明之要求依然差距很大。單顆大功率5W的產品基本上都有散熱瓶頸,發光效率在45lm/W以下,而由于制造工藝的原因,市場基本上沒有單顆10W以上LED器件。我們通過進一步提高藍光芯片的發光效率和LED封裝技術,通過具有開創性的材料研究突破和先進的工藝技術提高芯片的內外部量子效率,研發出低熱阻、高出光率、特性穩定的封裝技術,完成單顆10W以上功率LED的封裝,使半導體照明走向實用,較終替代照明、占領市場。這里主要就照明光源大功率LED封裝技術進行探討和交流。
1. 高導熱率的新型支架材料及金屬化制程照明領域的大功率LED封裝較關鍵的是要解決器件散熱的問題,所以首先要考慮的是必須選擇具有高熱導率的新型封裝支架材料。下面是目前幾種LED封裝用導熱材料比較。從以上數據可以看出,在同等導熱面積和導熱行程的情況下,以紫銅為材料的固晶導熱基座將是較佳的選擇。為降低整個大功率LED的熱阻,首要考慮LED的封裝采取金屬化制程...
全文請參考《半導體科技》網站:“10W級大功率LED光源封裝技術”
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