采用MEMS工艺制作封装载体的LED封装技术

针对SiC衬底的白光LED技术研究和智能化半导体照明技术发展的需求,基于Si材料的功能特性和物理特性,研究了将Si作为SiC基LED封装载体的相关技术.采用MEMS的加工工艺,设计了精确尺寸的芯片安装腔体和高效率的反射层,抑制了Si本体材料对光的吸收,提高了芯片侧向光的导出效率.通过分析光窗形貌及封装胶折射率对白光LED光效的影响,给出了一个全新的SiC衬底的白光LED封装的技术路线,为LED芯片与驱动一体化封装的实现奠定了技术基础.实现了完整的加工过程和样品制备,测试表明光效大于130 lm/W,热阻小于4.6℃/W.     

PIN结构发光二极管反向击穿特性分析

通过利用突变结PIN理想结构电场分布模型，分析了该结构发光二极管（LED）反向击穿电压与非故意掺杂有源区厚度的线性相关性。通过利用LP—MOCVD技术生长了不同厚度多量子阱（MOW）有源区A1GaInP LED，测量了器件的反向击穿特征，测试结果与理论分析非常吻合。同时获得了AlGaInP MOW结构的临界反向击穿电场强度数值。这些结果可以作为具有PIN结构的LED性能优化的重要参考。     

注入电流对GaN基LED发光特性的影响

通过调节量子阱中的In组分,制备了GaN基蓝光和绿光发光二极管（LED）。对两种LED进行变电流测试发现,注入电流由3 mA增加到900 mA过程中,波长有蓝移现象,且绿光LED的波长蓝移较明显。这是量子阱限制斯塔克效应（QCSE）造成的。由于绿光LED中In组分含量较大,QCSE较明显。并且发现,光效迅速下降,绿光L...     

短波长谐振腔发光二极管外延及性能研究

利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法生长650 nm谐振腔半导体发光二极管（RCLED）,利用光致发光（PL）谱和电致发光（EL）谱研究了其发光特性.由于上、下布拉格反射镜的影响,导致其PL强度只有普通LED的1/20;EL谱纯度有了很大提高,半峰宽（FWHM）由普通LED的20 nm降到4 nm以下.最好的器件测试结果表明,可以在60 mA、2.71 V下,实现1.45 mW以上发射功率,最窄FWHM在3 nm.     

基于非辐射复合缺陷测量的GaN基LED老化性能研究

外延晶格失配等引入的非辐射复合缺陷是影响GaN基LED性能的重要因素。对不同LED样品老化1 600h前后的I-V特性、理想因子以及量子效率、发光特性进行了测量研究,并结合非辐射复合缺陷的定量测量,分析验证了非辐射复合缺陷对LED老化性能的影响。结果表明,非辐射复合缺陷是造成GaN基LED老化过程中隧穿电流增大、I-V特性偏离理想模型、理想因子增大以及光输出非线性化等现象的根本因素。在此基础上建立了非辐射复合缺陷浓度与LED老化性能之间的关系模型,提出了一种基于非辐射复合缺陷浓度及其恶化系数的GaN基LED老化性能评测方法。     

图形化蓝宝石衬底结构对GaN基LED发光性能的影响

为了研究图形化蓝宝石衬底(PSS)的结构和形貌对GaN基发光二极管(LED)光学性能的影响,对PSS的制备工艺和参数进 行了调控,从而 形成具有不同填充因子的蒙古包形PSS(HPSS)和金字塔形PSS(TPSS)两种衬底,用于生长 和制备蓝光LED 芯片。通过对TPSS-LED的光学性能测试和分析得到,随着PSS填充因子的增大, LED的 光输出功 率也增大;进而比较具有相同填充因子的HPSS和TPSS的光学性能表明,HPSS明显优于TPSS。 因此, PSS填充因子的增大,能够提高LED的光输出功率;优化PSS的结构可以改善LED中光出射途径 ,从而更有效提高LED的光发射效率。     

圆片级封装用玻璃通孔晶片的减薄工艺北大核心

对圆片级封装用玻璃通孔（TGV）晶片的减薄加工工艺进行了研究并最终确定出工艺路线。该减薄加工工艺主要包括机械研磨及化学机械抛光（CMP）过程。通过机械研磨,玻璃通孔晶片的残余玻璃层及硅层得到有效去除,整个晶片的平整度显著提高,用平面度测量仪测试该晶片研磨后的翘曲度与总厚度变化（TTV）值分别为7.149μm与3.706μm。CMP过程使得TGV晶片的表面粗糙度大幅度降低,经白光干涉仪测试抛光后TGV晶片的表面粗糙度为4.275 nm。通过该减薄工艺加工的TGV晶片能够较好满足圆片级封装时的气密性要求。     

倒装大功率白光LED热场分析与测试

散热是影响大功率LED正常工作及器件寿命的关键因素,本文利用有限元法(FEM)对W级倒装大功率白光LED的空间温度场分布进行了模拟计算,结果与用自制的测试装置测量的温度分布相吻合。在此基础上,保持电流密度不变,研究芯片尽寸与结区温度的关系,计算出在当前的发光效率和封装结构条件下,由于散热条件的限制,芯片能承受的最大功率和能达到的最大尺寸。     

发光二极管光源引起的阻焊膜波纹改善

分析发光二极管（LED）生产制造中阻焊膜缺陷的原因，通过鱼骨图对阻焊膜波纹产生的原因进行分析，列出主要影响因素。根据阻焊膜感光特性，分别验证感光固化条件、不同LED对阻焊膜波纹的影响性测试。实验结果表明：LED光源不能对底层油墨进行有效光固化，导致波纹现象产生。提出改善预防措施，并详细介绍了如何通过改造灯源降低LED生产过程中阻焊膜波纹异常的方法。     

一种利用发光光谱估计LED正向电压的方法

提出了一种通过发光光谱估计发光二极管(LED)正向电压的方法。推导了LED正向电压与结温的关系,探讨了利用发光光谱估计结温的方法,从而建立了发光光谱和正向电压的联系。本文方法不需要直接测量结温和理想因子等参数,只由发光光谱就可得到较为准确的LED正向电压值。实验结果表明,正向电压的光谱估计值和实际测量值能够较好的吻合。     

大功率LED低热阻封装技术进展

散热是大功率LED封装的关键技术之一,散热不良将严重影响LED器件的出光效率、亮度和可靠性。影响LED器件散热的因素很多,包括芯片结构、封装材料(热界面材料和散热基板)、封装结构与工艺等。文章具体分析了影响大功率LED热阻的各个因素,指出LED散热是一个系统概念,需要综合考虑各个环节的热阻,单纯降低某一热阻无法有效解决LED的散热难题。文中还对国内外降低LED热阻的最新技术进行了介绍。     

基于双重调制技术的可见光通信系统研究

LED调制带宽制约着可见光通信(VLC) 系统的数据传输速率。为此,提出一种基于双重调制技术COB(chip on board)封装 的LED灯具,通过实现16级脉冲振幅 调制(PAM),将系统数据传输速率提升4倍;结合脉冲宽度调制(PWM)技术 进行调光,同时兼顾室内的照明及通信。采用Matlab软件模拟仿真视频传输试 验。结果表明,在相同信噪比(SNR)的情况下,基于双重 调制技术的VLC系统的误码率(BER)比传统使用开关键控(OOK)调控技术系 统的BER更低。本文系统在不增加器件带宽前提下,成倍提高了无线通信的 质量与 数据传输速率;从照明与通信的角度优化了VLC系统的信源,具有广阔的 应用前景。     

基于STC8A8K的智能LED灯条检测仪设计

LED智能背光源技术已成为平板显示产业主导产品技术,已大量应用于电视机、车载导航等各类显示器件中,而LED智能背光源中的核心部分是LED灯条。由于生产工艺、材料的缺陷,灯条在生产时会出现各种短路、开路等故障,为提高生产效率,智能背光源生产厂家极其需要一种能快速检测灯条故障点的设备。目前,智能背光源生产厂家一般都采用进口的检测设备,不少进口检测设备功能较单一,性价比不高。基于STC8A8K的智能LED灯条检测仪,能自动对待检测灯条的工作电压进行判断,输出所需的工作电压点亮灯条,并通过时序驱动,自动检测灯条存在的各种故障。具有检测功能多、检测范围宽、智能化、效率高、性价比高的特点,成品已实际应用于智能背光源生产厂家。     

功率LED柔性封装结构的设计与热特性分析

根据功率LED的柔性封装要求,提出了基于贴片式(SMD)封装的功率型LED柔性封装结构。对各层结构进行了优化设计,采用有限元分析(FEA),模拟了柔性封装结构LED的热场分布。对比研究了柔性LED与传统封装结构LED的热特性,并对弯曲状态下柔性衬底材料对芯片的应力进行了分析。结果表明,采用金属Cu箔衬底的柔性封装结构,其散热特性较好;Cu/超薄玻璃复合衬底替代Cu箔衬底,可以减少弯曲的应力,减少幅度达到2.5倍,散热特性基本相同。SMD柔性封装的LED不仅具有较好的热稳定性,且具有柔性可挠曲特性,其应用潜力很大。     

A statistical study to identify the effects of packaging structures on lumen reliability of LEDs

The development of high-power light-emitting diode (LED) devices has been bedeviled by the reliability problems. And most reliability issues are caused by the packaging materials rather than the chips. However, which packaging material is the most influential remains unrevealed. To answer this question, a statistical method was introduced in this paper. Optical simulations were conducted to calculate the optical output power of LED package according to the orthogonal experimental design. Range and variance analyses were carried out to determine the significance of the relevant factors on the LED's light output. The results showed that the dome lens among the non-luminescent packaging materials had the most significance in affecting the light output. It is concluded that this method is useful in detecting the most significant part of LED packaging materials during the development of new packaging structures and is beneficial for enhancing the whole reliability of LED package effectively.     

LED模组畸变度的质心拟合定位检测

针对LED显示屏以模组为最小单位进行拼接而出现模组发生空间畸变的问题,提出了基于CCD相机采集并利用图像处理技术定位检测LED显示屏模组畸变度的方法。首先,根据LED像素在采集图像上的光型分布,利用canny边缘检测方法结合闭合填充算法将LED点阵像素分割;然后,利用被分割出的空间区域信息和灰度信息,采用加权质心法对每个LED像素进行亚像素级的加权定位。接着,以模组拼接的LED显示屏为例,构建了模组畸变模型,并根据畸变模组和理想模组的线性关系利用最小二乘法进行拟合;最后,利用梯度下降法求得每个模组的畸变参数。实验结果表明:采用这种方法测量多种模组LED点间距的精度为0.5mm,模组畸变特征参数的测量过程中,角度测量精度为1.3°,位移测量精度为2.2mm,基本满足自动影像测量的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求,并可在户外机械检测无法测量的情况下应用。     

中国LED封装技术与国外的差异

本文从封装设备、LED芯片、辅助封装材料、封装设计、封装工艺、LED器件性能等方面描述了当今中国LED封装技术与国外技术的差异,既肯定了中国LED封装技术长足的进步,也找出了与国外技术之间的差距。     

大功率白光LED封装设计与研究进展

封装设计、材料和结构的不断创新使发光二极管(LED)性能不断提高.从光学、热学、电学、机械、可靠性等方面,详细评述了大功率白光LED封装的设计和研究进展,并对封装材料和工艺进行了具体介绍.提出LED的封装设计应与芯片设计同时进行,并且需要对光、热、电、结构等性能统一考虑.在封装过程中,虽然材料(散热基板、荧光粉、灌封胶)选择很重要,但封装工艺(界面热阻、封装应力)对LED光效和可靠性影响也很大.     

肖特基接触的机理及不均匀性研究

对一般情况下肖特基接触的机理和肖特基势垒高度的影响因素做了系统分析,研究了肖特基接触特性的不均匀性及其原因,指出多晶界面势垒高度比同种材料的要低。通过实验,研究了金属/n-poly-Si0.83Ge0.17肖特基结的I-V-T特性,得到了势垒高度及影响因子与测试温度和外加偏压的依赖关系。研究发现:随着测试温度升高,表观理想因子变小,肖特基势垒高度变大;外加偏压增大,表观势垒高度和理想因子均变大。基于肖特基接触的不均匀性进行建模,得到了退火样品的表观势垒高度和理想因子近似为线性负相关的结论。