led教室灯具？深紫外LED封装质料选择对器件性能至关主要

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深紫外led封装质料选择对器件性能至关主要

2022-04-02    

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　　深紫外 LED 的光效主要由外量子效率决议，而外量子效率受内量子效率和光提取效率影响。随着深紫外 LED 内量子效率不停提高( >80%)，深紫外 LED 光提取效率成为限制深紫外 LED 光效提高的要害因素，而深紫外 LED 光提取效率受封装手艺影响较大。深紫外 LED 封装手艺与现在白光 LED 封装手艺有所差异。白光 LED 主要接纳有机质料(环氧树脂、硅胶等) 举行封装，但由于深紫外光波是非且能量高，有机质料在长时间深紫外光辐射下会发生紫外降解，严重影响深紫外LED 的光效和可靠性。因此，深紫外LED封装环节对于质料的选择尤其主要。

　　LED封装质料主要包罗出光质料、散热基板质料和焊接键合质料。其中，出光质料用于芯片发光提取、光调治、机械珍爱等; 散热基板用于芯片电互连、散热与机械支持等;焊接键合质料用于芯片固晶、透镜键合等。

　　1.出光质料：LED 出光结构一样平常接纳透明质料实现光输出和调治，同时对芯片和线路层起到珍爱作用。由于有机质料耐热性差和热导率低，深紫外LED 芯片发生的热量会导致有机封装层温度升高，长时间高温下有机质料泛起热降解和热老化，甚至是不能逆的碳化征象;此外，在高能量紫外光辐射下，有机封装层会泛起透过率下降、微裂纹等不能逆的改变，且随着深紫外光能量不停增添，这些问题更为严重，使得传统有机质料难以知足深紫外 LED 封装需求。总体而言，虽然有报道部门有机质料能够耐受紫外光，然则由于有机质料耐热性差和非气密性，使得有机质料在深紫外 LED 封装中仍然受限。因此，研究者也在不停实验接纳石英玻璃、蓝宝石等无机透明质料来封装深紫外 LED。

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　　2.散热基板质料：现在，LED 散热基板质料主要有树脂类、金属类和陶瓷类。其中树脂类和金属类基板均含有有机树脂绝缘层，这会降低散热基板的热导率，影响基板散热性能;而陶瓷类基板主要包罗高温/低温共烧陶瓷基板( HTCC /LTCC) 、厚膜陶瓷基板( TPC) 、覆铜陶瓷基板( DBC) 以及电镀陶瓷基板( DPC)。陶瓷基板具有机械强度高、绝缘性好、导热性高、耐热性好、热膨胀系数小等诸多优势，普遍应用于功率器件封装，稀奇是大功率LED 封装。由于深紫外 LED 光效较低，输入的绝大部门电能转换为热量，为了阻止过多热量对芯片造成高温损伤，需要将芯片发生的热量实时耗散到周围环境中，而深紫外 LED 主要依赖散热基板作为热传导路径，因此高导热陶瓷基板是深紫外 LED 封装用散热基板的很好选择。

　　3.焊接键合质料：深紫外 LED 焊接质料包罗芯片固晶质料和基板焊接质料，划分用于实现芯片、玻璃盖板(透镜) 与陶瓷基板间焊接。倒装芯片常接纳金锡共晶方式实现芯片固晶，水平和垂直芯片可行使导电银胶、无铅焊膏等完成芯片固晶。相对于银胶和无铅焊膏，金锡共晶键合强度高、界面质量好，且键合层热导率高，降低了 LED 热阻。玻璃盖板焊接是在完成芯片固晶后举行，因此焊接温度受到芯片固晶层耐受温度限制，主要包罗直接键合和焊料键合。直接键合不需要中央键合质料，行使高温高压方式直接完成玻璃盖板与陶瓷基板间焊接，键合界面平整、强度高，但对装备和工艺控制要求高; 焊料键合是接纳低温锡基焊料作为中央层，在加热加压条件下，行使焊料层与金属层间原子相互扩散来完成键合，工艺温度低、操作简朴。现在常接纳焊料键合来实现玻璃盖板与陶瓷基板间可靠键合，但需要同时在玻璃盖板和陶瓷基板外面制备金属层，以知足金属焊接需求，且键合工艺历程中需要思量焊料选择、焊料涂覆、焊料溢出和焊接温度等问题。

　　近年来，海内外研究者对深紫外 LED 封装质料举行了深入研究，从封装质料手艺角度提高了深紫外 LED 光效和可靠性，有用推动了深紫外 LED 手艺生长。

　　资料

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