大功率白光LED的封装工艺研究.pdf

1绪论1.1概述发光二极管Lightemittingdiode简称(LED)是在半导体p－n结的地方施加正向电流时发出可见光、红外光、紫外光的半导体发光器件。多年来人类一直在寻找和开发固体发光光源(SolidStateLightingSSL)随着发光材料的开发和半导体制作工艺的改进在芯片生长过程中引入了分布式布拉格反射(DBR)的结构、光学微腔(RC)、以及量子阱结构(QW)等使得半导体照明用的发光二极管发光效率不断提高[1]如图1.1所示。随着对Ⅲ-V族化合物材料的深入研究、金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)生长技术的日趋成熟、超高亮发光二极管(HB-LED)和GaN半导体材料工艺的完善工业界开发了光电转换效率非常高的发光二极管特别是采用氮化物半导体InGaN的蓝色LED的实用化将10cd以上的高亮度的蓝色LED与钇铝石榴石荧光粉(YAG：添加Ce的钇、铝石榴石)组合在一起[2]开发出光效达20lm/W以上的白色LED。图1.1.1LED发光效率的发展以及与其它光源发光效率的比较1白光LED光源研制的成功为其以后在普通照明领域的应用发展创造了条件从表1.1.1中可以看出LED光源与白炽钨丝灯泡及荧光灯等传统光源相比[3]其最吸引世界目光的就是节能和环保的特性与白炽灯相比白光LED照明可节电80%～90%、与荧光灯相比可节省50%的电能；寿命可达8~10万小时是白炽灯的20～30倍是荧光灯的10倍特别是它与太阳能电池、电磁感应电池联合使用后[4]更是一种极具竞争力的绿色光源有望在未来的10～20年内成为新一代理想的固态节能照明光源[5]为人类照明史谱写新的篇章。表1.1.1白光LED与其他光源特性的比较照明方式特点具有省电节能环保(无汞金属等污染)寿命长(十万小时)抗震、抗冲白光LED击能力强反应速度快体积小等优点荧光灯荧光灯省电寿命5000小时但废弃物有汞污染、易碎等问题。白炽钨丝灯泡低效率、高耗电、寿命短（1000小时）、易碎。半导体照明是21世纪最引人瞩目的新技术领域一个焦点涉及到材料、器件结构、光学设计、封装工艺、电源电路、灯具选用、照明效果与视觉匹配等多技术领域[6]。LED的研发和产业化将成为今后光电子、材料、能源、半导体行业等发展另一重要方向。迄今美、日及西欧竞相投资开发白光LED绿色光源。我国自“八五”期间就十分关注LED发展通过“863”科技攻关、高技术创新、产业化资金重点支持已取得研发成果和诸多专利但白光LED核心技术研发及产业化情况与发达国家相比尚有一定差距。1.2国内外技术发展随着半导体节能、环保照明工程的推动普通照明市场对高亮度LED器件的需求是巨大的[7]。用LED固体灯取代白炽灯和荧光灯等传统照明光源已成为本世纪的未来发展目标。白光LED照明产业的发展将影响到一个国家和地区的能源战略和