本文對比研究了 垂直結構LED 和 倒裝結構LED 隨著電流增大的光輸出變化規律，并且與 普通正裝LED 進行了比較，得出了倒裝結構LED具有更好的抗大電流沖擊穩定性和光輸出性能。

　　白光發光二極管(LED)因其節能、環保、可靠性高和設計靈活等優點在照明領域得到廣泛開發和應用。為了滿足日益增長的照明需求，較大輸出功率LED的研發和技術改進得到了廣泛開展。

　　1、正裝封裝結構的缺陷

　　目前，商業化的LED很多采用金線將芯片的PN結與支架正負極連接的正裝封裝結構。然而，隨著輸出功率的不斷提高，制約大功率LED發展的光衰較大和光淬滅等失效問題相繼涌現。

　　淬滅失效的主要原因是金線斷裂。在金線引線連接過程中，受到金純度、鍵合溫度、金線彎曲度、焊接機精度和鍵合工藝等多重因素影響，造成金線斷開而淬滅。其次，混合熒光粉的硅膠涂覆在芯片表面，起到光轉化作用和保護金線等雙重作用，當芯片通電后溫度上升，由于硅膠熱脹冷縮等原因將對金線和焊點產生沖擊，焊點脫焊，造成淬滅。

　　光衰較大失效的主要原因是硅膠的黃化或透過率降低。正裝結構LED p、n電極在LED的同一側，電流須橫向流過n-GaN層，導致電流擁擠，局部發熱量高，限制了驅動電流;其次，由于藍寶石襯底導熱性差，嚴重阻礙了熱量的散失。在長時間使用過程中，因為散熱不好而導致的高溫，影響到硅膠的性能和透過率，從而造成較大的光輸出功率衰減。

　　因此，為了改善正裝封裝LED的金線易斷裂和散熱不好等問題，業內研究者們相繼發明了垂直結構LED和倒裝結構LED。

　　相較于正裝LED，垂直結構采用高熱導率的襯底(Si、Ge和Cu等襯底)取代藍寶石襯底，在很大程度上提高散熱效率;垂直結構的LED芯片的兩個電極分別在LED外延層的兩側，通過n電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層，橫向流動的電流極少，可以避免局部高溫。但是目前垂直結構制備工藝中，藍寶石剝離工藝較難，制約了產業化發展進程。

　　而另一項發明的倒裝結構LED，因其可以集成化、批量化生產，制備工藝簡單，性能優良，逐漸得到了照明行業的廣泛重視。倒裝結構采用將芯片PN結直接與基板上的正負極共晶鍵合，沒有使用金線，而最大限度避免了光淬滅問題。此外，共晶鍵合結構對散熱問題有了很大的改善。在大功率LED使用過程中，不可避免大電流沖擊現象，在此情況下，如果燈具的大電流抗沖擊穩定性不好，很容易降低燈具的使用壽命。

　　因此，本文對比研究了垂直結構LED和倒裝結構LED隨著電流增大的光輸出變化規律，并且與普通正裝LED進行了比較，得出了倒裝結構LED具有更好的抗大電流沖擊穩定性和光輸出性能。

　　2、樣品制備與測試方法

　　2.1 樣品制備

　　三種封裝結構如圖1所示。其中正裝LED采用藍寶石襯底峰值波長448 nm芯片，倒裝芯片采用藍寶石襯底峰值波長447 nm芯片，垂直結構芯片采用硅襯底峰值波長446 nm芯片。三種芯片大小均為1.16 mmx1.16 mm，工作電流350 mA，硅膠采用普瑞森公司的0967型號，熒光粉采用威士波爾的YAG-4。正裝結構芯片的正負極通過金線引線鍵合焊接在支架的正負極上;垂直結構芯片的正極是通過金線引線鍵合焊接在支架的正極上，負極是通過金球共晶鍵合在支架的負極上;倒裝芯片的正負極是通過金球共晶鍵合在支架的正負極上。