紫外LED封裝中粘結(jié)材料的對(duì)比研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-23 20:03
隨著可見光發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)技術(shù)的日漸成熟,產(chǎn)品利潤也逐漸降低。相關(guān)廠商不得不尋找新的產(chǎn)品、新的利潤增長點(diǎn),與此同時(shí)隨者紫外LED芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步,紫外LED技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域中開始得到廣泛的應(yīng)用。例如,紫外LED替代傳統(tǒng)的高壓汞燈用于粘結(jié)、固化等領(lǐng)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(duì)環(huán)境的污染,這些優(yōu)勢(shì)讓人們對(duì)紫外LED技術(shù)的前景充滿期待,也讓更多的人參與到了紫外LED相關(guān)技術(shù)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(jī)物的分子鏈、紫外應(yīng)用所要求的功率密度很高,故紫外LED的封裝技術(shù)不同于普通可見光LED的,采用新的材料、新的工藝技術(shù)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(duì)紫外LED封裝中的粘結(jié)材料的可靠性進(jìn)行研究,使用一款新的粘結(jié)材料—納米銀焊膏,相比于現(xiàn)在普遍商用的粘結(jié)材料—導(dǎo)電銀膠,納米銀焊膏具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)、更小的有機(jī)材料間隙。在導(dǎo)熱、導(dǎo)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(jié)材料時(shí),可以使紫外LED器件應(yīng)用到更高溫度要求的環(huán)境...
【文章來源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)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(jié)材料的可靠性研究空當(dāng)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(jié),在 PN 結(jié)上施加正向電壓時(shí)注入少數(shù)載流子,少數(shù)載流子的發(fā)光復(fù)合就是 LED 的工作機(jī)理。那么什么是 PN 結(jié)呢?PN 結(jié)是由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體材料相互接觸時(shí),由于接觸面的載流子(P 型半導(dǎo)體主要是空穴,N 型半導(dǎo)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(jié)。LED 的工作機(jī)理如圖 2 所示。
紫外 LED 封裝粘結(jié)材料的可靠性研究2.1.2 紫外 LED 封裝技術(shù)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(kuò)散和鍵合-鍍金-晶圓芯片-拋光-檢驗(yàn)-劃片-崩裂-晶粒-成品檢測。封裝對(duì)于芯片來說是必不可少的,它不光是有保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)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(hù),(2)電器連接,(3)標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)圖片。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“十三五”我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望[J]. 吳玲. 集成電路應(yīng)用. 2017(04)
[2]高熱導(dǎo)率納米銀膠的可靠性研究[J]. 徐達(dá),常青松,楊彥峰. 電子元件與材料. 2017(02)
[3]焊接層空洞率對(duì)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(xué)報(bào). 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(píng)述[J]. 馮洪亮,黃繼華,陳樹海,趙興科. 焊接學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]淺談紫外LED芯片的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 袁章潔. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2015(30)
[6]LED的原理、術(shù)語、性能及應(yīng)用[J]. 劉全恩. 電視技術(shù). 2012(24)
[7]照明用大功率發(fā)光二極管封裝材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉一兵,戴瑜興,黃志剛. 光子學(xué)報(bào). 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(zhuǎn)換效率的研究[J]. 宋國華,宋建新,繆建文,李雅麗,蔡紅. 半導(dǎo)體技術(shù). 2008(07)
[10]溫度和電流對(duì)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(xué)彥,趙成久,范翊,羅勁松,蔣大鵬. 發(fā)光學(xué)報(bào). 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(xué) 2009
碩士論文
[1]LED封裝用導(dǎo)電銀膠的研發(fā)與制備[D]. 丁宇輝.上海交通大學(xué) 2015
[2]藍(lán)寶石CMP加工機(jī)理與工藝技術(shù)的研究[D]. 吳健.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3299945
【文章來源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)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(jié)材料的可靠性研究空當(dāng)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(jié),在 PN 結(jié)上施加正向電壓時(shí)注入少數(shù)載流子,少數(shù)載流子的發(fā)光復(fù)合就是 LED 的工作機(jī)理。那么什么是 PN 結(jié)呢?PN 結(jié)是由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體材料相互接觸時(shí),由于接觸面的載流子(P 型半導(dǎo)體主要是空穴,N 型半導(dǎo)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(jié)。LED 的工作機(jī)理如圖 2 所示。
紫外 LED 封裝粘結(jié)材料的可靠性研究2.1.2 紫外 LED 封裝技術(shù)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(kuò)散和鍵合-鍍金-晶圓芯片-拋光-檢驗(yàn)-劃片-崩裂-晶粒-成品檢測。封裝對(duì)于芯片來說是必不可少的,它不光是有保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)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(hù),(2)電器連接,(3)標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)圖片。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“十三五”我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望[J]. 吳玲. 集成電路應(yīng)用. 2017(04)
[2]高熱導(dǎo)率納米銀膠的可靠性研究[J]. 徐達(dá),常青松,楊彥峰. 電子元件與材料. 2017(02)
[3]焊接層空洞率對(duì)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(xué)報(bào). 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(píng)述[J]. 馮洪亮,黃繼華,陳樹海,趙興科. 焊接學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]淺談紫外LED芯片的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 袁章潔. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2015(30)
[6]LED的原理、術(shù)語、性能及應(yīng)用[J]. 劉全恩. 電視技術(shù). 2012(24)
[7]照明用大功率發(fā)光二極管封裝材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉一兵,戴瑜興,黃志剛. 光子學(xué)報(bào). 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(zhuǎn)換效率的研究[J]. 宋國華,宋建新,繆建文,李雅麗,蔡紅. 半導(dǎo)體技術(shù). 2008(07)
[10]溫度和電流對(duì)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(xué)彥,趙成久,范翊,羅勁松,蔣大鵬. 發(fā)光學(xué)報(bào). 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(xué) 2009
碩士論文
[1]LED封裝用導(dǎo)電銀膠的研發(fā)與制備[D]. 丁宇輝.上海交通大學(xué) 2015
[2]藍(lán)寶石CMP加工機(jī)理與工藝技術(shù)的研究[D]. 吳健.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3299945
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