静电对GaN基白光LED可靠性的影响

对GaN基白光二极管(LED)分别施加-1 600、-1 200、-800、-400、400、800、1 200和1 600V静电打击,每次静电打击后,测量LED电学参数和光学参数的变化。从理论上分析了静电对LED可靠性的影响。实验表明:LED样品的I-V特性曲线及光学参数,受反向静电打击的影响比较大,而受正向静电打击的影响不明显。LED样品在被反向静电打击后,芯片内部产生二次缺陷和熔融通道,导致其I-V曲线变形,光通量减小,老化性能衰减速率加快。在1 600V范围内,LED可靠性受正向静电影响不明显。     

功率型白光LED可靠性的实验及仿真建模研究

快速推广LED产品到照明市场最主要的障碍在于长期的可靠性测试问题。由于长期的LED可靠性测试不符合快速且低成本的要求,因此本实验对白光LED进行步进式加速寿命老化测试,步进式环境温度从55oC到145oC变化。同时,对LED进行结温测试,并使用COMSOL仿真软件进行温度场分布仿真来模拟器件的发热情况,结果表明荧光胶处的温度高于LED芯片温度。在长期老化之后,对LED的光度进行测量,可以对LED的失效机理进行分析。通过研究温度对LED的光谱功率分布衰减的影响及光通量衰减的影响,发现在经过近3500 h的老化之后,LED的光衰很严重,表明电流及高温对LED的影响是极大的。     

大功率LED多芯片集成封装的热分析

随着高亮度白光LED在室内、室外照明领域的应用,多芯片LED的集成封装方式是其发展的主要趋势之一,而热问题却是多芯片LED集成封装的瓶颈问题之一。建立了多芯片LED集成封装的等效热路模型,并采用有限元分析(FEA)的方法对多芯片LED集成封装的稳态热场分布进行了分析,同时通过制作实际样品研究大功率LED多芯片集成封装的热阻、发光效率与芯片工作数量的关系。结果表明集成封装的多芯片白光LED结温随着集成芯片数量的增加成线性增长,芯片到基板底面的热阻随着芯片工作数量的增加而增大,而其发光效率随着集成芯片数量的增加成线性减小。     

基于MEMS的LED芯片封装光学特性分析

本文提出了一种基于MEMS的LED芯片封装技术,利用体硅工艺在硅基上形成的凹槽作为封装LED芯片的反射腔.分析了反射腔对LED的发光强度和光束性能的影响,分析结果表明该反射腔可以提高芯片的发光效率和光束性能;讨论了反射腔的结构参数与芯片发光效率之间的关系.最后设计了封装的工艺流程.利用该封装结构可以降低芯片的封装尺寸,提高器件的发光效率和散热特性.     

InGaN基高压LED和传统大功率LED的发光效率比较

主要从三个不同角度探究并分析了基于In Ga N材料的高压LED的发光效率优于传统大功率LED的原因。为了保证实验结论的可靠性,文中所采用的实验样品具有相同的芯片尺寸和材料以及相同的封装结构。经过大量的实验证明,更均匀的电流分布和小芯片间隙的出光,使得高压LED的发光效率优于传统大功率LED。结果显示,在相同的1 W输入功率下,高压LED的发光效率比传统大功率LED高大约4.5%。     

高压倒装LED照明组件的热性能

高压(HX)倒装LED是一种新型的光源器件,在小尺寸、高功率密度发光光源领域有广泛的应用前景.设计了4种不同工作电压的高压倒装LED芯片,进行了流片验证,并对其进行了免封装芯片(PFC)结构的封装实验,在其基础上研制出一种基于高压倒装芯片的PFC-LED照明组件.建立了9V高压倒装LED芯片、PFC封装器件及照明组件的模型,利用流体力学分析软件进行了热学模拟和优化设计;利用T3Ster热阻测试分析仪进行了热阻测试,验证了设计的可行性.结果表明,基于9V高压倒装LED芯片的PFC封装器件的热阻约为0.342 K/W,远小于普通正装LED器件的热阻.实验结果为基于高压倒装LED芯片的封装及应用提供了热学设计依据.     

GaN基绿光LED芯片电流加速失效机理研究

采用电流加速的电应力老化方法研究GaN基绿光 LED芯片的失效机理。LED芯片在经过60 mA 电流老化424 h后,其发光效率总体趋势都是随老化时间增加而减小 ,但是小测量电流相比于大测量电 流的发光效率衰减程度更为明显。同时,在正向偏压下电流电压曲线基本没有变化,而反向 偏压下的反向 电流随老化时间的增加而快速增加。笔者认为在电应力老化作用下,随老化时间增加,有源 区的缺陷能级 增多,在正向偏压下,缺陷能级起到一个有效陷阱的作用,增加了载流子的寿命,降低了辐 射复合的几率, 使得发光效率降低,但是并没有减小正向偏压下的电流,而反向偏压时,缺陷能级起到了一 个漏电通道的作用,使得反向电流增大。     

COB封装对LED光学性能影响的研究

针对LED高光效、低功耗的要求,文章在分析LED光学性能的基础上,采用了COB(ChipOn Board)即板上芯片封装技术。研究了不同封装工艺和材料,分析比较其对LED光通量、光效和色温的影响。研究首先介绍COB封装的结构、优点及其实用性,然后分析影响LED光学性能的因素,最后进行测试。在实验过程中,发现COB封装结构除了具有保护芯片的功能外,还可以提高出光效率,并实现特定的光学分布。实验结果表明:文章提出的封装工艺对于提高光通量和光效、调节色温有良好的效果。     

实现色温自动控制的白光LED照明系统设计

荧光粉发光LED作为白光光源在照明领域有着广泛的应用。长时间工作,荧光粉发光LED将出现色温偏移现象。荧光粉发光LED的色温偏移与芯片衰减和荧光粉衰减有关。提出了一种能同时考虑芯片衰减和荧光粉衰减的数学模型。从理论上分析了芯片衰减和荧光粉衰减对荧光粉发光LED的色坐标及色温变化的影响。提出了一种利用蓝光LED与荧光粉发光LED混合,通过对蓝光LED进行负反馈控制,保证蓝光辐射在全白光中的辐射功率比值恒定,从而实现色温稳定的白光LED照明系统。     

关于LED单灯正向电压VF不良的探讨

文章基于LED芯片和LED单灯的工作原理和制程工艺,探讨了LED芯片封装以后正向电压K升高和降低的常见原因,并提出了改善措施。对于GaN基双电极芯片,由于芯片工艺制程或后续封装工艺因素,造成芯片表面镀层（ITO或Ni／Au）与P—GaN外延层之间的结合被破坏,欧姆接触电阻变大。对于GaAS基单电极芯片,由于封装材料和工艺因素,导致芯片背金（N—electrode）与银胶,或银胶与支架之间的接触电阻变大,从而LED正向电压VF升高。LED正向电压VF降低最常见的原因为芯片PN结被ESD或外界大电流损伤或软击穿,反向漏电过大,失去了二极管固有的I-V特性。