10W级大功率LED光源封装技术

作者：林胜，宁波升谱光电半导体有限公司

半导体照明光源与传统光源的比较 目前用于普通照明领域的光源主要是白炽灯、荧光灯、高压钠灯和金卤灯，照明光源的光效、显色指数和色温都是产品的重要数据。根据电光源研究所的测试，这些灯光源的测试比较数据如下表所示：从以上测试数据可以看出，白炽灯的光效15.3lm/W较低，原因是热辐射损失较大，而高压钠灯的显色指数20.2较低，在应用领域上受到极大限制。对于高压钠灯和金卤灯而言，它的光效的提高受限于热损失，而它正是在高温下才能正常工作，温度越高热损失越大，所以传统光源的光效很难有进一步突破。 

表 各种光源的测试数据比较 LED灯与白炽灯及荧光灯相比，LED具有体积小，可以多颗多种组合形式，发热量低，基本上没有热幅射，耗电量小，可以低电压、低电流起动，使用寿命寿命长，可以达到1万小时以上，反应速度快，可在高频操作，并且环保，耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收，没有污染，可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点。

LED已全面进入城市景观照明领域，应用在建筑外立面照明、广场指示性照明、道路景观照明、绿化照明、水下照明等，甚至逐步进入道路照明领域。目前白光LED主要发光方式为：日亚化学（Nichia）以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质，利用蓝光LED照射此荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。在这种方式下，升谱公司10W级大功率LED灯的光效为50lm/W，这主要受限于内外量子效率和荧光粉转换效率，理论上，LED的内外量子效率和荧光粉转换效率都可以大幅提升，那白光LED的光效会达到200lm/W左右的理想值，用于照明领域的白光LED只要100lm/W就可以进行实际替换传统光源了。所以大功率LED灯作为较被看好的新兴照明光源，其在照明市场的发展潜力值得期待。

照明领域的10W级大功率LED封装技术

半导体照明（LED）技术发展非常迅速，目前白光LED发光效率已经达到40～60lm/W左右，但距离达到照明之要求依然差距很大。单颗大功率5W的产品基本上都有散热瓶颈，发光效率在45lm/W以下，而由于制造工艺的原因，市场基本上没有单颗10W以上LED器件。我们通过进一步提高蓝光芯片的发光效率和LED封装技术，通过具有开创性的材料研究突破和先进的工艺技术提高芯片的内外部量子效率，研发出低热阻、高出光率、特性稳定的封装技术，完成单颗10W以上功率LED的封装，使半导体照明走向实用，较终替代照明、占领市场。这里主要就照明光源大功率LED封装技术进行探讨和交流。

1. 高导热率的新型支架材料及金属化制程照明领域的大功率LED封装较关键的是要解决器件散热的问题，所以首先要考虑的是必须选择具有高热导率的新型封装支架材料。下面是目前几种LED封装用导热材料比较。从以上数据可以看出，在同等导热面积和导热行程的情况下，以紫铜为材料的固晶导热基座将是较佳的选择。为降低整个大功率LED的热阻，首要考虑LED的封装采取金属化制程...

全文请参考《半导体科技》网站：“10W级大功率LED光源封装技术”

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