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1、led灯具http://www.uu00.tv近年来,随着生产技术发展一日千里,令其发光亮度提高和寿命延长,加上生产成本大幅降低,迅速扩大了LED应用市场,如消费产品、讯号系统,于是其全球市场规模快速成长.2003年全球LED市场约44.8亿美元(高亮度LED市场约27亿美元),较2002年成长17.3%(高亮度LED市场成长47%),乘着手机市场继续增长之势,预测2004年仍有14.0%的成长幅度可期.在产品发展方面,之研发则成为厂商们之重点开发项目.现时制造白光LED方法主要有四种:一、蓝LED+ZnSe单结晶基板二
2、、红LED+绿LED+蓝LED三、蓝LED+发黄光的萤光粉(如:YAG)四、紫外线LED+发红/绿/蓝光的萤光粉目前手机、数字相机、PDA等所使用之白光LED采用蓝光单晶粒加YAG萤光而成.随着手机闪光灯、大中尺寸(NB、LCD-TV等)显示屏光源模块以至特殊用途专用照明系统之应用逐渐增多.末来再扩展至用于一般照明系统设备,采用白光LED技术之大功率(HighPower)LED市场将陆续显现.在技术方面,现时遇到最大挑战是提升及保持亮度,若再增强其散热能力,市场之发展深具潜力.ASM在研发及生产自动化光电组件封装设备上拥
3、有超过二十年经验,业界现行有很多种提升LED亮度方法,无论从芯片及封装设计层面,至封装工艺都以提升散热能力和增加发光效率为目标.在本文中,就LED封装工艺的最新发展和成果作概括介绍及讨论.封装设计经过多年的发展,垂直LED灯(φ3mm、φ5mm)和SMD灯(表面贴装LED)已演变成一种标准产品模式.但随着芯片的发展及需要,开拓出切合大功率的封装产品设计,为了利用自动化组装技术降低制造成本,大功率的SMD灯亦应运而生.而且,在可携式消费产品市场急速的带动下,大功率LED封装体积设计也越小越薄以提供更阔的产品设计空间.为了保
4、持成品在封装后的光亮度,新改良的大功率SMD器件内加有杯形反射面,有助把全部的光线能一致地反射出封装外以增加输出流明.而盖住LED上圆形的光学透镜,用料上更改用以Silicone封胶,代替以往在环氧树脂(Epoxy),使封装能保持一定的耐用性.从芯片的演变历程中发现,各大led厂家led灯具http://www.uu00.tvled灯具http://www.uu00.tv在上游磊晶技术上不断改进,如利用不同的电极设计控制电流密度,利用ITO薄膜技术令通过LED的电流能平均分布等,使LED芯片在结构上都尽可能产生最多的光子
5、.再运用各种不同方法去抽出LED发出的每一粒光子,如生产不同外形的芯片;利用芯片周边有效地控制光折射度提高LED取光效率,研制扩大单一芯片表面尺寸(>2mm2)增加发光面积,更有利用粗糙的表面增加光线的透出等等.有一些高亮度上p-n两个电极的位置相距拉近,令芯片发光效率及散热能力提高.而最近已有的生产,就是利用新改良的激光溶解(Laserlift-off)及金属黏合技术(metalbonding),将LED磊晶晶圆从GaAs或GaN长晶移走,并黏合到另一金属基板上或其它具有高反射性及高热传导性的物质上面,帮助大功率LED
6、提高取光效率及散热能力.覆晶焊接近年被积极地运用于大功率LED制程中,覆晶方法把GaNLED晶粒倒接合于散热基板上,因没有了金线焊垫阻碍,对提高亮度有一定的帮助.因为电流流通的距离缩短,电阻减低,所以热的产生也相对降低.同时这样的接合亦能有效地将热转至下一层的散热基板再转到器件外面去.当此工艺被应用在,不但提高光输出,更可以使产品整体面积缩小,扩大产品的应用市场.在覆晶LED技术发展上有两个主要的方案:一是铅锡球焊(Solderbumpreflow)技术;另一个是热超声(Thermosonic)焊接技术.铅锡球焊接已在I
7、C封装应用多时,工艺技术亦已成熟,故在此不再详述.半导体封装之主要目的是为了确保半导体芯片和下层电路间之正确电气和机械性的互相接续,及保护芯片不让其受到机械、热、潮湿及其它种种的外来冲击.选择封装方法、材料和运用机台时,须考虑到LED磊晶的外形、电气/机械特性和固晶精度等因素.因LED有其光学特性,封装时也须考虑和确保其在光学特性上能够满足.一般低功率LED器件(如指示设备和手机键盘的照明)主要是以银浆固晶,但由于银浆本身不能抵受高温,在提升亮度的同时,发热现象也会产生,因而影响产品.要获得高品质高功率的LED,新的固晶
8、工艺随之而发展出来,其中一种就是利用共晶焊接技术,先将晶粒焊接于一散热基板(soubmount)或热沉(heatsink)上,然后把整件晶粒连散热基板再焊接于封装器件上,这样就可增强器件散热能力,令发光功率相对地增加.至于基板材料方面,硅(Silicon)、铜(Copper)及陶瓷(Ceramic)等都是一般常用的散
