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白光发光二极管(LED)器件已在通用照明领域获得了广泛的应用,我国也已经成为LED照明产业最大的制造国、出口国和消费国,年产值近万亿元。然而,部分高端器件目前仍然存在依赖进口的问题,其中高功率密度陶瓷共晶封装LED就是依赖进口的主要品类之一,原因在于其牵涉到诸多的科学和技术问题,因此,国内产业和学术界需要对其进行深入研究,为其获得更为广泛的应用奠定科技基础。本文研究了共晶芯片数及芯片位置对陶瓷共晶封装LED发光性能的影响、共晶铜层厚度对光电性能影响以及分析了i型与A型、铜金属基板与陶瓷基板对LED光电参数的影响。本文的主要研究内容和结论如下:(1)为了探究陶瓷封装LED的芯片数、芯片位置对器件发光性能的影响,本文在8芯氮化铝陶瓷基板上分别共晶了8颗和4颗45×45 mil的倒装蓝光芯片,在6芯氮化铝陶瓷基板上分别共晶了6颗和3颗同规格芯片,分别制备了蓝光和白光器件。比较了蓝光光功率、白光光通量和白光色温随正向电流的变化,结果表明:同规格陶瓷基板共晶芯片数减少一半后,其蓝光光功率和白光光通量明显提高,其蓝光器件和白光器件的光饱和特性均得到显著改善,白光色温随电流的变化程度也大幅度降低,其中热电分离金属层与芯片共晶位置匹配度较好的8芯陶瓷样品改善更为明显。比较了蓝光光功率、白光光通量、色温的热平衡过程,结果表明:当芯片数量减少一半后,蓝光功率、白光通量和色温均能在更短的时间内达到平衡并保持不变,热平衡后,白光器件光通量下降程度大于蓝光光强下降幅度,每种白光样品均会色温升高,8芯和6芯样品改变幅度大于4芯和3芯样品。同时也发现:倒装蓝光芯片侧边围白胶后,会损失一定光功率。(2)对不同厚度共晶铜层的倒装蓝光陶瓷封装LED进行实验,通过以自变量为电流、不同的共晶铜层厚度展开实验,对样品的部分光学特性进行数据对比分析,研究不同电流、不同共晶铜层的变化引起的光学性能参数的改变。根据实验结果我们得出,倒装蓝光陶瓷封装LED峰值波长在空间分布中是各向同性的。共晶铜层为40μm厚度时的散热效果相对较好。40μm和50μm厚的共晶铜层所对应的半波宽值比较小,其颜色清晰度更高。40μm对应的光通量和光电转换效率最大。(3)分析了i型与A型两种EMC封装结构形式与热电分离陶瓷封装形式LED的光电性能。因i型灯珠其背面散热铜pad相比A型灯珠的面积小,使得其在大电流下因热量得不到及时散出而造成热堵从而降低电光转换效率。陶瓷封装LED尽管实现了热电分离,然而其散热性能比芯片直接共晶在铜基板上的LED热堵要严重。因此高功率密度封装LED应该根据不同的芯片结构选择合适的封装形式。本研究可为高功率密度LED陶瓷共晶封装技术提供一定的实验基础和数据支撑。