1 引言

　　白光LED是以藍色LED為基礎光源，將藍色LED發出的一部分藍光用來激發熒光粉，使熒光粉發出黃綠光或紅光和綠光，另一部分藍色光透射出來，與熒光粉發出的黃綠光或紅光和綠光組成白光。藍色LED發出的藍色光(發光峰值波長在430nm或470nm)可與黃綠色熒光粉發出的黃綠光組成白光，也可與發出的發光峰值在650nm的紅光和發光峰值在540nm的綠光組成白光。為了獲得高的轉換效率，熒光粉的激發光譜的峰值應在470nm附近，與藍色LED的發光峰值相近。

　　為了提高半導體高功率白光LED器件發光效率和散熱效果，可采用倒裝InGaN(藍)芯片結構，以及在芯片周圍涂敷熒光粉。為了提高光的均勻性，需要將熒光粉均勻地涂敷在芯片的周圍。對于這樣的產品，實驗已證明，電流和溫度的增加會使LED的光譜發生藍移和紅移，但對熒光光譜影響并不大。壽命試驗結果也較好，φ5的白光LED在工作1.2×104h后，光輸出才會下降至80%，而這種功率LED最高效率可達到44.3lm·W-1，最高光通量為l 87lm，產業化產品120Im，Ra為75～80。目前，國內外制作白光LED的方法是先將LED芯片放置在封裝的基片上，用金絲進行鍵合，然后在芯片周圍涂敷YAG熒光粉，再用環氧樹脂包封。樹脂既起保護芯片的作用又起到聚光鏡的作用。從LED芯片發射出的藍色光射到周同的熒光粉層內經多次散亂的反射、吸收，最后向外部發出。LED(藍)的光譜線的峰值在465nm處，半值寬為30nm，是非常尖銳的藍色光譜。LED發出的部分藍色光激發黃色的YAG熒光粉層，使其發出黃色光(峰值為555nm)，一部分藍色光直接或反射后向外發出，最終達到外部的光為藍黃二色光。根據補色關系，兩色光相混后即可得到白光。

　　美國LumiLeds公司在2001年研制出了A1GaInN功率型倒裝片結構LED(FCLED)，具體做法是：第一步，在P型外延層上沉積厚度大于50nm的NiAu層，用于歐姆接觸和背反射;第二步，采用掩模選擇刻蝕P型層，露出多量子阱N型有源區;第三步，沉積、刻蝕形成N型歐姆接觸區。芯片尺寸為1mmxlmm，P型歐姆接觸區為正方形，N型歐姆接觸區為梳狀形，這樣可以減小電阻。第四步，將帶有金屬化凸點的A1GaInN芯片倒裝焊接在具有防靜電保護二極管(ESD)的硅載體上。美國Cree公司是采用SiC襯底制造A1GaInN超亮度LED的全球唯一廠家，近年來A1GalnN/SiC芯片結構不斷改進，亮度不斷提高。在這種結構中，P型和N型電極分別在芯片的頂部和底部，采用單線鍵合，加工方便，因而成為A1GalnN LED發展的另一主流。

　　目前，在LED行業，LED 芯片通常是用銀漿安裝在銅基或銀基熱沉上，再將熱沉安裝在鋁基散熱器上。芯片產生的熱通過高導熱率的銅或銀熱沉傳遞到鋁基散熱器上，再由鋁基散熱器將熱散出(通過風冷或熱傳導方式散出)。這種做法的優點是：充分考慮散熱器的性價比，將不同的散熱材料結合在一起實現高效散熱，并且成本控制合理。但是，值得注意的是：連接芯片和熱沉的材料是十分重要的。當采用銀漿作為芯片安裝材料時，由于銀漿的導熱系數為10 W·m-1K-1～25W-m-1K-1，較低，就等于在芯片和熱沉之間加了一道熱阻。另外，銀漿固化后的內部基本結構為：環氧樹脂骨架+銀粉。這樣的結構熱阻高且Tg低，對器件的散熱與物理特性穩定極為不利。我們解決此問題的做法是：用錫片作為芯片與熱沉之間的連接材料(錫的導熱系數為67 w·m-1K-1)。因為錫的導熱效果與物理特性遠優于銀漿，從而可獲得較為理想的散熱效果(錫的熱阻約為1 6 ℃·W-1)。

　　2 ESD靜電保護

　　我們實測發現，以SiC為襯底的InGaN抗ESD能力(人體模式)可達1 100V以上。而一般以藍寶石A1203為襯底的InGaN抗ESD僅能達到400V～500V(不同廠牌產品之綜合結果)。如此低的抗.ESD能力會給LED燈封裝廠商和下游電子應用廠商帶來極大的不便。從同業相關資料得知，每年電子組件制造商因靜電防護問題造成的損失十分驚人，在裝配與消費者使用過程中都有一定的損失產生。我們知道，以SiC為襯底的InGaN比以藍寶石A10203為襯底的InGaN在抗靜電方面有一定的優勢，但也不能本解決抗靜電問題。我們發現，如果在大功率LED器件的芯片周圍加入抗ESD二極管，就可以將抗靜電能力提高到8500V以上，這樣就可以解決不同層面電子制造商的靜電損失問題。

　　3 白光LED封裝技術

　　3.1 白光LED主要技術性能指標

　　白光LED的主要技術性能指標如表l所示。

　　經試驗測得當Tg=25℃時，電流/溫度/光通量關系如圖l～圖3所示。