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硅襯底LED良率偏低 高壓LED發展潛力大

上傳人:Tom(整理)

上傳時間: 2011-08-27

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  LED產生的90%熱量都是向下走,因此封裝技術中,散熱十分重要。整體而言,可供選擇的高功率LED次安裝基臺(sub-mount)材料有陶瓷(氧化鋁、氮化鋁)和硅。其中,鋁基板有翹曲問題,且以導熱系數和熱擴散來看,硅是最佳選擇。

  硅基LED封裝工藝流程為:絕緣及金屬層、芯片/金屬線鍵結及熒光材料涂布、透鏡組裝,再進行切割與測試。使用硅晶圓方法可以藉以控制穿孔型式(單一或多重),因而增加光萃取率,這是陶瓷基板所做不到的。李豫華并特別指出采鈺獨家的IC制造兼容晶圓級熒光粉涂布技術,可以在LED芯片最上層造就薄而高效能的熒光粉出光層,可改善黃暈現象,且此技術可控制色溫的一致性。

  另外,半球形鏡頭為以光學設計方式增加出光率的方法之一,也是采鈺獨家設計的晶圓級產品,鏡頭設計符合各種出光形式的需求。此外,利用不同材料的折射率不同,由內而外愈來愈小,亦可控制出光路徑使其出光率增加,此結構模式可改善出光率逾7%。再者,藉由熒光粉補償過程可以達到緊密的色溫控制,因而良率可獲得提升,使原本低于 70%的良率,經由補償可以提升超過95%。目前采鈺的LED硅基封裝成品已經在多處導入,包括大陸秦皇島、大陸京沈高速公路匝道的LED路燈及新竹清華大學校園等。

  不過,LED硅基封裝仍有許多技術上面臨的挑戰需要克服,例如材料方面,硅材有容易碎裂的缺點,且機構強度也是問題所在。熒光粉則需考慮其電子亮度和熱及濕阻抗。另外,鏡頭的折射率及熱穩定度、粘著性等都是考慮點。結構方面,絕緣層、金屬層都有其挑戰。

  采鈺專攻LED照明,目前并沒有跨入LED大尺寸背光源的計劃。在2012年臺灣、日本、美國、加拿大將開始禁用白熾燈泡的政策下,采鈺認為,2011年第3季LED暖白色球泡燈銷售量將爆發性成長,公司也將球泡燈產品列入今年的發展重點。

  覆晶型LED芯片封裝

  除了上述垂直式芯片外,覆晶型芯片也是業界極力發展的目標。覆晶型芯片的制作較立體型簡單許多,且可避掉復雜工藝,使得量產可行性大幅提升,加上后端芯片工藝金手指和過孔技術成熟輔助,以往必須種植多顆金球的固晶方式轉變為大面積P、N電極直接黏著支架,搭配上eutectic固晶方式,更大大的簡化了覆晶型芯片封裝的技術門坎,再者,縮短的封裝散熱路徑,相較于水平式芯片有較佳的散熱能力,驅動電壓也可下降,林治民強調,在未來節能減碳的驅動下,覆晶型芯片封裝會是很好的解決方案。

  基于上述封裝的考慮,億光目前采用的主要封裝技術為熒光粉涂布以及轉注工藝。熒光涂布是億光發展的技術,主要是在芯片上覆蓋一層薄薄的熒光層,如此可大幅提升組件的發光效率,目前億光已將此產品運用在高功率件上。

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