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芯片、封装与模组技术分会全方位解构LED技术

导读: “芯片、器件、封装与模组技术分会”主要关注LED芯片及器件技术的最新进展,涵盖了效率、成本、良率、品质以及市场响应多方面的内容,为与会者全方位解构LED技术。

  第十届中国国际半导体照明论坛(CHINA SSL 2013)将于2013年11月10-12日在北京昆泰酒店举办,该论坛由国家半导体照明工程研发与产业联盟(CSA)主办。本届论坛下设8个技术分会,“芯片、器件、封装与模组技术”分会是其中备受关注的分会之一。

  “芯片、器件、封装与模组技术分会”主要关注LED芯片及器件技术的最新进展,涵盖了效率、成本、良率、品质以及市场响应多方面的内容,为与会者全方位解构LED技术

  LED芯片技术

  LED芯片技术的发展关键在于基底材料和晶圆生长技术。基底材料除了传统的蓝宝石材料、硅(Si)、碳化硅(SiC)以外,氧化锌(ZnO)和氮化镓(GaN)等也是当前研究的焦点。无论是重点照明和整体照明的大功率芯片,还是用于装饰照明和一些简单辅助照明的小功率芯片,技术提升的关键均围绕如何研发出更高效率、更稳定的芯片。因此,提高LED芯片的效率成为提升LED照明整体技术指标的关键。近些年,借助芯片结构、表面粗化、多量子阱结构设计等一系列技术的改进,LED在发光效率方面获得重大突破。随着该技术的不断成熟,LED量子效率将会得到进一步的提高,未来LED芯片的发光效率也会随之攀升。

  封装技术

  在LED产业结构中,封装和应用位于产业链中下游,完成将LED产品由芯片向管芯(Diode)及器件转变并最终实现照明应用产品,是LED产品作为半导体照明光源真正进入市场并取代传统照明光源的直接环节。LED封装技术借鉴了分立器件封装技术,并有很大的特殊性,即除了常规的电气互连和机械性保护以确保管芯正常工作的同时,更强调光学、热学方面的设计创新和技术要求。热学、光学、电学方面的技术进步必然要求具有更优良热学性能、光学性能以及电学性能的高性能、新型封装材料的出现。而作为具体的应用方案,也要求人们提出更好、更优、更具有创新精神的新的封装格式。可以说LED封装技术的进步,必须综合考虑相关领域材料特性、结构性能以及彼此影响,是材料学、电学、光学、热学的交叉领域研究课题。

  目前在封装技术中用得较多的是单颗芯片封装和多芯片整合组件封装两种形式,并有正面出光封装、倒装LED、垂直结构LED封装等多种方案,三维封装的思路和概念也被提出。

  单颗芯片封装是封装技术中应用最多的,其主要的技术瓶颈在于芯片的良率、色温的控制及荧光粉的涂敷技术等。多芯片整合组件是目前大功率LED组件最常见的另一种封装形式,可区分为小功率和大功率芯片整合组件两类,前者以六颗低功率芯片整合的1瓦大功率LED组件最典型,此类组件的优势在于成本较低,是目前不少大功率组件的主要制作途径。大功率芯片通过优化设计,可使最终产品的热阻控制在每瓦3.1℃,同时可以驱动高达15瓦的高功率。该封装的优势在于在很小的空间内达到很高的光通量。

  随着LED芯片的功率密度越来越大,多芯片、大功率封装需求会进一步增加。

  模组技术

  模组技术包括了LED光源、光源的排列组合以及驱动电源等。因LED正向工作时,LED正向电压相对变化区域很小,为保证LED驱动电流的恒定也就是确保LED输出功率的恒定。另外,调光设计也是目前驱动电路的主流设计之一,这在一些情景照明中应用较多,根据不同环境调配不同亮度,充分达到节能效果。目前驱动器的主要设计方向围绕在提高电源功率因子、降低耗电量、提高控制精度及加快响应速度为主。除了驱动电源的设计之外,PCB布线及串并联方式也是设计考虑。在实际应用中,LED模组在结构方面和电子方面也存在很大的差异。

  “芯片、器件、封装与模组技术”分会将对以上各研究方向进行充分讨论,并寻求解决方案。

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