学习单元2 LED制作与封装幻灯片.ppt

*;2.1 LED的衬底材料 ;1. LED衬底材料的选择要求 ;2. LED衬底材料的种类;蓝宝石衬底;　 硅衬底? ? 目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式，分别是L接触和 V接触。通过这两种接触方式，LED芯片内部的电流可以是横向流动的，也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动，因此增大了LED的发光面积，从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体，所以器件的导热性能可以明显改善，从而延长了器件的寿命。 ;碳化硅衬底? ? 碳化硅衬底（美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底）的LED芯片电极是L型电极，电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好，有利于做成面积较大的大功率器件。;三种衬底性能比较;2.2 LED外延工艺技术;*;对LED芯片外延材料的基本要求及选择考虑通常有以下几点： 1.要求有合适的带隙宽度Eg 2.可获得高电导率的P型和N型晶体，以制备优良的PN结 3.可获得完整性好的优良晶体 4.发光复合概率大;2.几种主要的外延材料 ;3 LED芯片的外延技术及外延设备;2）MOCVD设备; 外延片在光电产业中扮演了一个十分重要的角色，而MOCVD外延炉是制作外延片的不可缺少的设备。有些专家经常用一个国家或地区有多少台MOCVD外延炉来街量这个国家或地区光电行业的发展规模，这巳充分说明了MOCVD外延炉的重要性。根据生长的需要，MOCVD外延炉一次可以制出11片或15片外延片，有时也可以制出24片外延片。 ;4.外延技术和设备的发展趋势 ;2) 外延设备的发展趋势 ;2.3 LED的芯片技术;1 优化芯片发光层能带结构 1） 双异质结; 2） 量子阱结构;高亮度LED所采用的发光层结构及其外量子效率 ;2.提高光引出效率的芯片技术;1）在芯片与电极之间加入厚窗口层;2）剥离与透明衬底技术;3) 双反射(DR)和分布式布拉格反射(DBR)结构 ;4) 倒装芯片(Flip-chip)技术;5 ) 表面粗糙化纹理结构 ;6) 微芯片阵列;3.电极及电流扩展技术 ;新型高效率LED与传统LED的结构比较 ;LED芯片电流的扩展;2.4 LED的封装技术 ;1 LED的封装形式与结构;2） SMD封装;;3) 多芯片集成封装;2.功率型LED封装技术;;温度计算;封装基板 目前常见的大功率LED封装基板有PCB、MCPCM金属覆铜板、Al2O3陶瓷和AlN陶瓷。;2.5 白光LED技术;1可见光光谱与白光LED的关系 ;2人造白光的合成;3白光LED的实现方法 ; InGaN/YAG白光LED制作工艺流程;20mA、250C时的白光LED的光谱 ; 蓝光LED芯片配合YAG荧光粉获得白光LED的方法的 优点是：结构简单，成本较低，制作工艺相对简单，而且YAG 荧光粉在荧光灯中应用了许多年，工艺比较成熟。 该实现方法的缺点主要有： （1）因蓝光LED的效率还不够高，致使白光LED的光效较低。 （2）用短波长的蓝光激发YAG荧光粉产生长波长的黄光，存 在能量损耗。 （3）荧光粉与封装材料随着时间老化，导致色温漂移和寿命 的缩短。 （4）难以实现低色温（白光偏向暖色），显色指数一般较低 (70～80)。 （5）光色随电流变化，易出现月晕现象。 （6）功率型白光LED还存在空间色度均匀性等问题。;2)三基色荧光粉转换(PC) LED;LED的发光频与电流关系 ;3）多芯片(MC)白光LED（三基色RGB合成） ;4白光LED存在的问题及对策 ;1）散热问题;2）发光效率还不是足够高;3）高质量荧光粉的开发及其涂敷工艺控制;4) 显色性和空间色度均匀性控制;5荧光材料;6 白光LED的特性; 白光LED色坐标随正向(工作)电流变化的变化曲线;;1W白光LED典型的伏-安特性曲线 ;;不同直流电流值下??光学参数曲线;2.6 LED的散热技术 ;1 LED的结温热阻与热分析;;2.采用微通道制冷的LED ;2) 微通道致冷器技术;微通道致冷器的测试原理图