發(fā)布時(shí)間：2020-12-20 03:56

　　在大小為5.80 mm×2.55 mm×0.50 mm的8芯陶瓷封裝基板上分別共晶了8顆和4顆1.125 mm×1.125 mm(45 mil×45 mil)的倒裝藍(lán)光LED芯片,在4.15 mm×2.55 mm×0.50 mm的6芯基板上共晶了6顆和3顆同規(guī)格芯片。在部分樣品芯片側(cè)邊涂圍了高反射白墻膠,研究了涂覆白墻膠對器件光功率的影響。在部分涂圍了白墻膠樣品的芯片頂面涂覆熒光粉硅膠混合層制備了白光器件,研究了共晶芯片數(shù)及共晶位置對藍(lán)光/白光器件光功率、光通量和色溫的影響。結(jié)果表明,共晶芯片的數(shù)量(額定功率)與陶瓷基板面積的匹配程度、陶瓷基板熱電分離金屬層與芯片共晶位置的匹配度會(huì)顯著影響陶瓷封裝LED的發(fā)光性能。 

【文章來源】：發(fā)光學(xué)報(bào). 2020年11期 北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

樣品實(shí)物圖

陶瓷基板正反面金屬線路層及芯片共晶位置圖

從圖3(a)和圖3(b)對比可以看出:(1)4種藍(lán)光樣品在圍白膠前后光功率均有所下降,且下降幅度基本一致(約5%);(2)兩種規(guī)格的陶瓷板,在芯片數(shù)減少一半后,其藍(lán)光光功率均明顯提高,且光飽和現(xiàn)象得到明顯改善;(3)針對芯片數(shù)減少一半對藍(lán)光光功率提高的幅度,熱電分離不匹配的6芯陶瓷基板(單芯1 A時(shí),圍白膠6.1%,無白膠5.5%;1.2 A時(shí),圍白膠8.9%,無白膠8.2%)小于熱電分離匹配的8芯片陶瓷基板(單芯1 A時(shí),圍白膠9.1%,無白膠8.5%;1.2 A時(shí),圍白膠12.1%,無白膠11.1%);涂圍白墻膠樣品稍大于無白墻膠樣品(約1%)。上述結(jié)果的分析如下:倒裝藍(lán)光芯片是五面出光的器件,芯片側(cè)邊的出光會(huì)影響其白光LED光色參數(shù)空間分布的均勻性,因此在LED汽車前大燈等要求比較嚴(yán)格的應(yīng)用場合,一般均在倒裝芯片四個(gè)側(cè)邊涂圍高反射白墻膠,使藍(lán)光僅從芯片頂面出光,從而便于控制光色參數(shù)空間分布均勻性[6]。如圖3所示,4種藍(lán)光樣品(8芯陶瓷共晶8顆和4顆芯片,6芯陶瓷共晶6顆和3顆芯片)在圍白墻膠后光功率均有所下降,且下降幅度基本一致,光強(qiáng)損失均為5%左右。芯片側(cè)邊圍白墻膠后,各種樣品光強(qiáng)損失基本一致,原因是光強(qiáng)損失僅與白墻膠的反射特性和芯片側(cè)邊面積有關(guān),各種樣品的芯片均為同種規(guī)格芯片,因而每顆芯片的側(cè)邊光反射和吸收情況相同,因此光強(qiáng)損失也相同。圍白墻膠后光強(qiáng)損失5%左右為現(xiàn)有報(bào)道的較好水平,說明本文制備樣品時(shí)選擇的白墻膠與整體工藝制程較為匹配。同規(guī)格陶瓷共晶不同數(shù)量芯片時(shí),器件工作時(shí)的發(fā)熱量不同,而它們圍白墻膠前后光損失基本相同,說明白墻膠對芯片的發(fā)熱量不敏感,正常工作時(shí)的芯片發(fā)熱不會(huì)影響白墻膠與芯片側(cè)邊界面的光反射和吸收性能。這一結(jié)果為后續(xù)分析光強(qiáng)發(fā)生變化的原因排除了干擾。如圖3所示,兩種規(guī)格的陶瓷板,在芯片數(shù)減少一半后,折合成同電流密度和芯片數(shù)比較,其發(fā)光強(qiáng)度均明顯提高,且電流越大光功率提高越明顯,I-L曲線更不容易光飽。當(dāng)8芯陶瓷共晶4顆芯片時(shí),其單顆芯片1 A正向電流時(shí),藍(lán)光光功率無白墻膠的提高8.5%,有白墻膠的提高9.1%;1.2 A正向電流時(shí),藍(lán)光光功率無白墻膠的提高11.1%,有白墻膠的提高12.1%。當(dāng)6芯陶瓷共晶3顆芯片,其單顆芯片1 A正向電流時(shí),藍(lán)光光功率無白墻膠的提高5.5%,有白墻膠的提高6.1%;1.2 A電流時(shí)無白墻膠的提高8.2%,有白墻膠的提高8.9%。造成這一現(xiàn)象的原因是當(dāng)兩個(gè)規(guī)格的陶瓷基板共晶8或6顆芯片時(shí),其陶瓷基板與芯片的面積比是共晶4顆或3顆芯片的一半,陶瓷基板是芯片散熱的第一個(gè)通道,基板與芯片的面積比減小導(dǎo)致芯片散熱不充分,從而導(dǎo)致藍(lán)光芯片的電光轉(zhuǎn)換效率下降,驅(qū)動(dòng)電流越大,芯片發(fā)熱越嚴(yán)重,熱導(dǎo)致光強(qiáng)下降越明顯,也即I-L曲線的光飽和趨勢越明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
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