白光高亮度發(fā)光二極管（HB-LED）封裝研究.pdf

1、最近隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及大功率高亮度LED(HB-LED)芯片的制備成功，使得白光HB-LED固態(tài)照明成為現(xiàn)實，特別是以后與太陽能電池等節(jié)能電源的集成，將成為未來綠色的全固體態(tài)節(jié)能照明光源。由于白光HB-LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場前景，各個國家地區(qū)爭相投資研發(fā)白光LED照明光源，這也將推動相關(guān)的光電子、材料、能源、半導體芯片制作以及封裝行業(yè)等進一步的發(fā)展。本文主要工作圍繞白光HB-LED

2、的封裝工藝，設(shè)計單個大功率芯片封裝結(jié)構(gòu)并對整個封裝工藝進行研究，提出Chip-On-Board (板上封裝)芯片級以及系統(tǒng)級封裝的創(chuàng)新理念，將其應用于多芯片陣列封裝模塊中，并有針對性的提出熱管理方案。具體包括以下內(nèi)容： 首先，簡單闡述了LED器件的發(fā)光原理和芯片電極結(jié)構(gòu)，介紹大功率芯片的制作工藝流程，并結(jié)合LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的演變介紹目前國際主流白光封裝技術(shù)。 接著，根據(jù)LED光源的特性，討論其光子在內(nèi)部產(chǎn)生到出射的光學

3、過程，建立單個光源的幾何光學模型，并得出多芯片陣列的在空間平面照度分布的數(shù)學模型。 其次，介紹傳熱學理論基礎(chǔ)以及目前高效的芯片制冷技術(shù)，建立多芯片陣列集成冷卻模塊的熱學模型并進行參數(shù)分析。 最后，深入研究了制作白光HB-LED整個封裝工藝過程，制備出單芯片和多芯片HB-LED模塊的樣品，在一定散熱制冷條件下，做了發(fā)光以及散熱等相關(guān)測試和分析。 由于封裝很大程度決定了LED發(fā)光器件的性能，本課題的研究為高亮度LED