圓片級玻璃微腔制備及其在LED封裝中的應(yīng)用研究.pdf

1、發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)照明,有環(huán)保、能耗低、壽命長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),是目前照明領(lǐng)域的前沿研究熱點(diǎn)。目前大功率白光LED(White High-Power LED)發(fā)展迅速,芯片功率不斷提高,給封裝帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文主要研究了采用玻璃微腔和硅基板對大功率白光LED進(jìn)行板上封裝(Chip-On—Board,COB)的方案,分別獲得了白光HB-LED(High Bright LED)的單片封裝和圓片

2、級封裝方案,并對LED樣品進(jìn)行了測試和分析。
　　 首先,研究了封裝基板材料對LED器件溫度場分布的影響。使用ANSYS建立了COB封裝結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行了溫度場模擬,結(jié)果表明,采用硅基板上COB封裝技術(shù),可顯著減小封裝熱阻,降低LED器件的工作溫度；密封膠外層溫度較低,表明在外層涂覆熒光粉可提高其壽命。該結(jié)果為LED的COB封裝方案提供了理論依據(jù)。
　　 其次,進(jìn)行了熱成型方法制備玻璃微腔的工藝研究。通過使用MEMS(Mi

3、cro-Electro-Mechanical Systems)微加工技術(shù)、陽極鍵合技術(shù)和負(fù)壓熱成型工藝完成了玻璃微腔的制備,揭示了熱成型條件對成型質(zhì)量的影響,成功制備了球形玻璃微腔；然后研究了熱釋氣劑正壓熱成型方法,制備了LED封裝需要的多形狀、寬尺寸范圍的圓片級玻璃微腔。
　　 然后,研究了大功率白光LED的單芯片COB封裝。使用磁控濺射技術(shù)、SMT和引線鍵合工藝,實現(xiàn)了LED在硅基板上的組裝；研究了熒光粉層在玻璃球腔內(nèi)壁的均

4、勻涂覆工藝,成功地將熒光粉均勻涂覆在玻璃微腔的內(nèi)壁,降低了熒光粉的工作溫度,完成了白光LED的封裝。使用光譜儀和光色電綜合分析測試系統(tǒng)對封裝樣品進(jìn)行了測試,分析結(jié)果表明制備的硅基白光LED具有良好的光學(xué)性能。
　　 最后,研究了大功率LED的圓片級封裝工藝。使用MEMS微加工藝和玻璃正壓熱成型工藝,制備圓片級的硅基板和玻璃球腔,然后利用SMT、引線鍵合和粘結(jié)劑鍵合技術(shù)完成LED的圓片級封裝。使用光電綜合測試系統(tǒng)對封裝樣品進(jìn)行了性