紫外LED封裝中粘結材料的對比研究
發(fā)布時間：2021-07-23 20:03
隨著可見光發(fā)光二極管（Light Emitting Diode,LED）技術的日漸成熟,產(chǎn)品利潤也逐漸降低。相關廠商不得不尋找新的產(chǎn)品、新的利潤增長點,與此同時隨者紫外LED芯片技術的不斷進步,紫外LED技術在越來越多的領域中開始得到廣泛的應用。例如,紫外LED替代傳統(tǒng)的高壓汞燈用于粘結、固化等領域中的光致固化,不僅可以提高效率、節(jié)約能源更可以避免汞元素對環(huán)境的污染,這些優(yōu)勢讓人們對紫外LED技術的前景充滿期待,也讓更多的人參與到了紫外LED相關技術的研究中去。由于紫外LED芯片的光效很低、紫外大能量光子極易打斷高分子有機物的分子鏈、紫外應用所要求的功率密度很高,故紫外LED的封裝技術不同于普通可見光LED的,采用新的材料、新的工藝技術來提高紫外LED的可靠性和性能參數(shù)是很有必要。本文主要針對紫外LED封裝中的粘結材料的可靠性進行研究,使用一款新的粘結材料—納米銀焊膏,相比于現(xiàn)在普遍商用的粘結材料—導電銀膠,納米銀焊膏具有更高的導熱系數(shù)、更小的有機材料間隙。在導熱、導電性能及可靠性方面具有更好的的表現(xiàn),因此使用納米銀焊膏作為芯片的粘結材料時,可以使紫外LED器件應用到更高溫度要求的環(huán)境...
【文章來源】：深圳大學廣東省
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
紫外光分類①真空紫外（VacuumUV）線，波長范圍在100-200nm之間，只能存在于真
紫外 LED 封裝粘結材料的可靠性研究空當中；②短波紫外線（Short Wave UV，UV-C），波長范圍在 200-280nm 之間，主要用于消毒和成分分析；③中波紫外線（Middle Wave UV，UV-B），波長范圍在 280-315nm 之間，主要用于醫(yī)療和生物分析；④長波紫外線（Long WaveUV,UV-A），主要用于固化和印刷等。2.1.1 紫外 LED 發(fā)光原理LED 是一種自發(fā)輻射的發(fā)光器件，其發(fā)光部分為 PN 結，在 PN 結上施加正向電壓時注入少數(shù)載流子，少數(shù)載流子的發(fā)光復合就是 LED 的工作機理。那么什么是 PN 結呢？PN 結是由 P 型半導體和 N 型半導體材料相互接觸時，由于接觸面的載流子（P 型半導體主要是空穴，N 型半導體主要是電子）濃度存在差異，在接觸面形成空間電荷區(qū)，這就是 PN 結。LED 的工作機理如圖 2 所示。
紫外 LED 封裝粘結材料的可靠性研究2.1.2 紫外 LED 封裝技術LED 制造流程通常分為兩部分，一是芯片制作，二是封裝。芯片制作的大致流程為：外延片清洗－光刻－等離子刻蝕－擴散和鍵合－鍍金－晶圓芯片－拋光－檢驗－劃片－崩裂－晶粒－成品檢測。封裝對于芯片來說是必不可少的，它不光是有保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還起到橋梁的作用溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路。LED 封裝的主要作用有（1）物理保護，（2）電器連接，（3）標準規(guī)格化。自 LED 被研發(fā)出來后，經(jīng)過四十幾年的發(fā)展。LED 封裝經(jīng)過長久 10 多年的發(fā)展，從支架式（Lead LED）到貼片式（SMD LED）再到功率型（Power LED）。圖 3 所示為不同封裝結構圖片。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]“十三五”我國半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望[J]. 吳玲. 集成電路應用. 2017(04)
[2]高熱導率納米銀膠的可靠性研究[J]. 徐達,常青松,楊彥峰. 電子元件與材料. 2017(02)
[3]焊接層空洞率對LED背光源組件熱阻的影響[J]. 劉志慧,柴廣躍,閆星濤,劉琪,羅劍生. 照明工程學報. 2016(06)
[4]新一代功率芯片耐高溫封裝連接國內(nèi)外發(fā)展評述[J]. 馮洪亮,黃繼華,陳樹海,趙興科. 焊接學報. 2016(01)
[5]淺談紫外LED芯片的應用與發(fā)展[J]. 袁章潔. 科技創(chuàng)新導報. 2015(30)
[6]LED的原理、術語、性能及應用[J]. 劉全恩. 電視技術. 2012(24)
[7]照明用大功率發(fā)光二極管封裝材料的優(yōu)化設計[J]. 劉一兵,戴瑜興,黃志剛. 光子學報. 2011(05)
[8]真空環(huán)境下的共晶焊接[J]. 霍灼琴,楊凱駿. 電子與封裝. 2010(11)
[9]白光LED能量轉換效率的研究[J]. 宋國華,宋建新,繆建文,李雅麗,蔡紅. 半導體技術. 2008(07)
[10]溫度和電流對白光LED發(fā)光效率的影響[J]. 王健,黃先,劉麗,吳慶,褚明輝,張立功,侯鳳勤,劉學彥,趙成久,范翊,羅勁松,蔣大鵬. 發(fā)光學報. 2008(02)
博士論文
[1]大功率白光LED照明器件中散熱問題的研究[D]. 程婷.華中科技大學 2009
碩士論文
[1]LED封裝用導電銀膠的研發(fā)與制備[D]. 丁宇輝.上海交通大學 2015
[2]藍寶石CMP加工機理與工藝技術的研究[D]. 吳健.浙江工業(yè)大學 2012
本文編號：3299945
【文章來源】：深圳大學廣東省
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
紫外光分類①真空紫外（VacuumUV）線，波長范圍在100-200nm之間，只能存在于真
紫外 LED 封裝粘結材料的可靠性研究空當中；②短波紫外線（Short Wave UV，UV-C），波長范圍在 200-280nm 之間，主要用于消毒和成分分析；③中波紫外線（Middle Wave UV，UV-B），波長范圍在 280-315nm 之間，主要用于醫(yī)療和生物分析；④長波紫外線（Long WaveUV,UV-A），主要用于固化和印刷等。2.1.1 紫外 LED 發(fā)光原理LED 是一種自發(fā)輻射的發(fā)光器件，其發(fā)光部分為 PN 結，在 PN 結上施加正向電壓時注入少數(shù)載流子，少數(shù)載流子的發(fā)光復合就是 LED 的工作機理。那么什么是 PN 結呢？PN 結是由 P 型半導體和 N 型半導體材料相互接觸時，由于接觸面的載流子（P 型半導體主要是空穴，N 型半導體主要是電子）濃度存在差異，在接觸面形成空間電荷區(qū)，這就是 PN 結。LED 的工作機理如圖 2 所示。
紫外 LED 封裝粘結材料的可靠性研究2.1.2 紫外 LED 封裝技術LED 制造流程通常分為兩部分，一是芯片制作，二是封裝。芯片制作的大致流程為：外延片清洗－光刻－等離子刻蝕－擴散和鍵合－鍍金－晶圓芯片－拋光－檢驗－劃片－崩裂－晶粒－成品檢測。封裝對于芯片來說是必不可少的，它不光是有保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還起到橋梁的作用溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路。LED 封裝的主要作用有（1）物理保護，（2）電器連接，（3）標準規(guī)格化。自 LED 被研發(fā)出來后，經(jīng)過四十幾年的發(fā)展。LED 封裝經(jīng)過長久 10 多年的發(fā)展，從支架式（Lead LED）到貼片式（SMD LED）再到功率型（Power LED）。圖 3 所示為不同封裝結構圖片。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]“十三五”我國半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望[J]. 吳玲. 集成電路應用. 2017(04)
[2]高熱導率納米銀膠的可靠性研究[J]. 徐達,常青松,楊彥峰. 電子元件與材料. 2017(02)
[3]焊接層空洞率對LED背光源組件熱阻的影響[J]. 劉志慧,柴廣躍,閆星濤,劉琪,羅劍生. 照明工程學報. 2016(06)
[4]新一代功率芯片耐高溫封裝連接國內(nèi)外發(fā)展評述[J]. 馮洪亮,黃繼華,陳樹海,趙興科. 焊接學報. 2016(01)
[5]淺談紫外LED芯片的應用與發(fā)展[J]. 袁章潔. 科技創(chuàng)新導報. 2015(30)
[6]LED的原理、術語、性能及應用[J]. 劉全恩. 電視技術. 2012(24)
[7]照明用大功率發(fā)光二極管封裝材料的優(yōu)化設計[J]. 劉一兵,戴瑜興,黃志剛. 光子學報. 2011(05)
[8]真空環(huán)境下的共晶焊接[J]. 霍灼琴,楊凱駿. 電子與封裝. 2010(11)
[9]白光LED能量轉換效率的研究[J]. 宋國華,宋建新,繆建文,李雅麗,蔡紅. 半導體技術. 2008(07)
[10]溫度和電流對白光LED發(fā)光效率的影響[J]. 王健,黃先,劉麗,吳慶,褚明輝,張立功,侯鳳勤,劉學彥,趙成久,范翊,羅勁松,蔣大鵬. 發(fā)光學報. 2008(02)
博士論文
[1]大功率白光LED照明器件中散熱問題的研究[D]. 程婷.華中科技大學 2009
碩士論文
[1]LED封裝用導電銀膠的研發(fā)與制備[D]. 丁宇輝.上海交通大學 2015
[2]藍寶石CMP加工機理與工藝技術的研究[D]. 吳健.浙江工業(yè)大學 2012
本文編號：3299945
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