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LED芯片和光源向着大功率、集成化方向发展

2010-11-05 16:51
小伊琳
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       “大功率、集成化是LED芯片和光源发展的一种趋势”,晶科电子(广州)有限公司副总经理林晓宁如是说。

  他表示,发光效率提升与器件成本降低并重是LED核心技术发展的趋势。目前,外延芯片技术的提升使其成本比例迅速下降,但分立式芯片后端工艺和传统封装工艺成为成本瓶颈。另外,当LED器件效率>150lm/W时,还面临着大尺寸LED芯片问题,封装散热问题,传统LED封装问题,如成本、结构,随着通用照明对LED光源设计、多功能使用提出更高要求,模组光源、具系统功能光源的需求迅速增加。他认为,大功率、集成化是LED芯片和光源发展的一种趋势。

  所谓LED芯片/模组光源技术与系统集成封装,即应用超大规模集成电路技术、晶片级封装技术、系统内封装技术与LED芯片工艺结合,减少传统单一LED芯片封装工艺和成本,实现芯片级光源。芯片光源在芯片上整合缩短了LED产业链。“传统的LED,从芯片到封装到电路板到应用,各个环节相对独立,而芯片光源的各环节互相整合或配合。”林晓宁表示,“在芯片光源上,芯片是大功率、集成化;封装是芯片级集成,没有金线互联,这样简化了封装,降低了成本,并提升了可靠性;电路则集成于基板内和基板上,芯片与之配合;应用方面也更多样性、个性化、多功能和智能化。”

  芯片模组光源的发展趋势主要是由照明市场对技术发展的要求驱动的:市场需求高亮度LED;二次光源设计需求芯片光源;便携式产品需要集成度更高的光源;在商业照明、道路照明,特种照明,闪光灯,光引擎等领域,集成的LED光源有很大的应用市场。

  与封装级模组相比,芯片级模组体积小,节省了空间,也节省封装成本,并且光源集中度高,方便二次光学设计。

  目前主要有三种芯片级模组,一是正装芯片模组,金线互联严重影响模组可靠性,热阻高,封装良率低。二是垂直芯片模组,支架需要特别制作,金线互联影响模组可靠性,封装良率低。三是倒装芯片模组,实现无金线模组、可靠性高,热阻低,封装良率高。晶科电子采用的正是第三种芯片技术。

  基于倒装技术的芯片模组可实现芯片间参数的匹配、底板内功能的集成记忆保证可靠性等优势。而晶科电子倒装焊大功率LED芯片产品则具有低电压、高亮度、高可靠性、高饱和电流密度和易于实现大尺寸和大功率等优势。

  倒装焊大功率高压LED芯片模组实现了技术和设计方面突破。通过倒装焊设计,将HV-LED内部各单元间的互联通过Si衬底上的布线实现,突破了正装工艺中隔离单元间互联爬深坡的问题;通过芯片级模组设计,实现超大功率,与目标市场需求匹配,突破了单一芯片功率与目标市场不匹配的问题;通过内部无金线互相的倒装模组设计,突破了正装芯片级模组因金线导致的制程良率低和可靠性风险问题。

  林晓宁认为,倒装焊大功率高压LED芯片模组将对市场发展和竞争格局产生深远的影响。倒装焊芯片模组光源在集成光源中有着独特的技术优势,将会在集成光源领域取得重要的市场地位;倒装焊大功率高压LED芯片模组契合室内照明市场的发展需求,并从产业链配合角度降低系统成本,将会在该细分市场取得越来越重要的市场地位;该技术未来会进一步整合整流桥、控制和驱动与Si基座中,契合未来的室内照明光源对AC-LED,调光、智能控制的需求。

  “倒装焊超大功率高压LED芯片模组结合了多种技术的优势,契合室内照明集成化、超大功率、有限安装空间、高效率的需求,该技术作为芯片光源技术的一种实例,其技术核心是大功率倒装芯片技术与大规模集成电路技术的结合,会进一步朝着AC-LED模组、调光、智能光方向发展,有着系统和完整的技术优势和发展路线。”林晓宁总结道。
 

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