नेतृत्व(प्रकाश उत्सर्जक डायोड) अंतरराष्ट्रीय उभरते सामरिक उद्योग प्रतियोगिता हॉट स्पॉट बन गया है । एलईडी उद्योग श्रृंखला में, नदी के ऊपर सब्सट्रेट सामग्री, epitaxial, चिप डिजाइन और विनिर्माण, मझधार शामिल पैकेजिंग प्रौद्योगिकी, उपकरण और परीक्षण प्रौद्योगिकी, बहाव एलईडी प्रदर्शन, प्रकाश व्यवस्था और प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों । वर्तमान में, नीले एलईडी का मुख्य उपयोग + पीली फास्फोरस प्रौद्योगिकी उच्च शक्ति प्राप्त करने के लिए सफेद एलईडी, कि है, के माध्यम से है, ब्लू लाइट के YAG को उत्तेजित करने के लिए नीले प्रकाश के नेतृत्व में नीले रंग की एलईडी हिस्सा (yttrium एल्यूमिनियम गार्नेट) पीले रंग का उत्सर्जन फास्फोरस, और नीले रंग के अन्य भाग फास्फोरस के माध्यम से उत्सर्जित प्रकाश, पीली फास्फोरस पीले प्रकाश का उत्सर्जन करता है और सफेद प्रकाश प्राप्त करने के लिए नीली बत्ती मिश्रणों । ब्लू-रे एलईडी चिप पीली फास्फोरस के आसपास कोटिंग के माध्यम से नीले प्रकाश द्वारा जारी किए गए, फॉस्फोरस पीली बत्ती, नीली बत्ती स्पेक्ट्रम और पीले प्रकाश स्पेक्ट्रम के मुद्दे के बाद सफेद प्रकाश के गठन के बाद ओवरलैप नीली बत्ती का हिस्सा है ।
औद्योगिक श्रृंखला में एक महत्वपूर्ण कड़ी के रूप में उच्च शक्ति एलईडी पैकेजिंग, अर्धचालक प्रकाश को बढ़ावा देने और व्यावहारिक कोर विनिर्माण प्रौद्योगिकी के लिए प्रदर्शन है । केवल कम थर्मल प्रतिरोध, उच्च दक्षता और एलईडी पैकेजिंग और विनिर्माण प्रौद्योगिकी के उच्च विश्वसनीयता के विकास के माध्यम से, अच्छा यांत्रिक और विद्युत सुरक्षा के लिए एलईडी चिप, यांत्रिक, बिजली, थर्मल, गीला और अन्य कम चिप प्रदर्शन, चिप स्थिर और विश्वसनीय काम पर बाहरी कारकों कुशल और निरंतर उच्च प्रदर्शन प्रकाश व्यवस्था और प्रदर्शन, एलईडी विशिष्ट ऊर्जा की बचत लाभ प्रदान करने के लिए, और पूरे अर्धचालक प्रकाश और प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए उद्योग श्रृंखला सौंय विकास । बाजार के विचार के हितों के लिए संबंधित विदेशी कंपनियों को ध्यान में रखते हुए, प्रासंगिक कोर प्रौद्योगिकियों और उपकरणों नाकाबंदी उपायों लिया जाता है, और इस प्रकार स्वतंत्र उच्च शक्ति का नेतृत्व पैकेजिंग प्रौद्योगिकी का विकास, विशेष रूप से सफेद एलईडी पैकेजिंग उपकरण आसंन है । यह कागज संक्षेप में अनुसंधान और उच्च शक्ति एलईडी पैकेजिंग क्षेत्र के आवेदन, विश्लेषण और उच्च शक्ति एलईडी पैकेजिंग की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण तकनीकी समस्याओं का सारांश पेश करेंगे, ताकि घरेलू समकक्षों का ध्यान आकर्षित करने के क्रम में करने के लिए प्राप्त उच्च शक्ति एलईडी कुंजी प्रौद्योगिकी और उपकरण स्वायत्तता
पैकेजिंग तकनीक एलईडी प्रदर्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है । एलईडी पैकेजिंग तरीकों, सामग्री, संरचना और प्रक्रिया चयन मुख्य रूप से चिप संरचना, photoelectric/यांत्रिक गुणों, विशिष्ट अनुप्रयोग और इस तरह के निर्णय के रूप में लागत कारकों द्वारा । शक्ति की वृद्धि के साथ, विशेष रूप से ठोस राज्य प्रकाश प्रौद्योगिकी की जरूरत के विकास, एलईडी ऑप्टिकल, थर्मल, विद्युत और यांत्रिक संरचना आगे नई और उच्च आवश्यकताओं डाल दिया । आदेश में प्रभावी रूप से पैकेज थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए, प्रकाश की दक्षता में सुधार, आप पैकेजिंग डिजाइन बाहर ले जाने के लिए एक नए तकनीकी विचारों का उपयोग करना चाहिए । प्रक्रिया संगतता से और देखने के उत्पादन बिंदु की लागत को कम करने, एलईडी पैकेज डिजाइन चिप डिजाइन के साथ एक ही समय में किया जाना चाहिए, कि है, चिप डिजाइन खाते में पैकेजिंग संरचना और प्रक्रिया रखना चाहिए । वर्तमान शक्ति मुख्य प्रवृत्तियों के पैकेज संरचना का नेतृत्व कर रहे हैं: छोटे आकार, डिवाइस थर्मल प्रतिरोध ंयूनतम, फ्लैट पैच, उच्चतम जंक्शन के तापमान के लिए प्रतिरोधी, एकल प्रकाश फ्लक्स अधिकतम; लक्ष्य के लिए चमकदार प्रवाह में सुधार, प्रकाश क्षमता, प्रकाश की विफलता, असफलता दर, वृद्धि की निरंतरता और विश्वसनीयता को कम है । विशेष रूप से, उच्च शक्ति एलईडी पैकेजिंग की प्रमुख प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं: थर्मल फैलाव प्रौद्योगिकी, ऑप्टिकल डिजाइन प्रौद्योगिकी, संरचनात्मक डिजाइन प्रौद्योगिकी, फॉस्फोरस कोटिंग प्रौद्योगिकी, eutectic वेल्डिंग प्रौद्योगिकी ।
1,सीooling तंत्रज्ञान
सामान्य नोड तापमान १२० से अधिक नहीं हो सकता℃, यहां तक कि LumiLEDs, Nichia, क्री, आदि नवीनतम डिवाइस शुरू की, अधिकतम नोड तापमान अभी भी १५०० ℃ से अधिक नहीं कर सकते हैं । तो एलईडी उपकरणों के थर्मल विकिरण प्रभाव नगण्य हो सकता है, गर्मी आचरण और संवहन एलईडी गर्मी अपव्यय का मुख्य तरीका है । गर्मी संचालन पहलुओं से थर्मल डिजाइन में है, क्योंकि एलईडी पैकेज मॉड्यूल पहले प्रकीर्ण करने के लिए आचरण से गर्मी । तो बंधन सामग्री, सब्सट्रेट ठंडा प्रौद्योगिकी एलईडी के लिए महत्वपूर्ण है ।
बांडिंग सामग्री मुख्य रूप से थर्मल प्लास्टिक, प्रवाहकीय चांदी पेस्ट और मिश्र धातु मिलाप तीन मुख्य तरीके शामिल हैं । प्रवाहकीय पेस्ट मिश्रित सामग्री epoxy राल में चांदी पाउडर जोड़कर गठित की एक तरह है, और चिपकने वाला कुछ उच्च तापीय चालकता भराव, जैसे सिक, A1N, A12O3, SiO2, आदि के रूप में जोड़ने के द्वारा कठोर है, अपने थर्मल चालकता में सुधार होगा । तापमान २०० से आम तौर पर कम है℃,अच्छा थर्मल चालकता, प्रदर्शन और विश्वसनीय संबंध है, लेकिन प्रकाश की चांदी अवशोषण अपेक्षाकृत बड़ी है, कम प्रकाश दक्षता में जिसके परिणामस्वरूप ।
सब्सट्रेट मुख्य रूप से सिरेमिक सब्सट्रेट, सिरेमिक सब्सट्रेट और समग्र सब्सट्रेट तीन मुख्य तरीके शामिल हैं. सिरेमिक सब्सट्रेट मुख्य रूप से LTCC सब्सट्रेट और कर रहे हैं । LTCC सब्सट्रेट आकार करने के लिए आसान है, सरल प्रक्रिया, कम लागत और आसान आकार और कई अन्य फायदों की एक किस्म बनाने के लिए; अल और घन पैकेजिंग सब्सट्रेट उत्कृष्ट सामग्री का नेतृत्व कर रहे हैं, धातु सामग्री की चालकता के कारण, अपनी सतह इंसुलेशन बनाने के लिए, अक्सर अपनी सतह पर एक पतली अछूता परत के रूप में यांग के माध्यम से । धातु आधारित समग्र सामग्री मुख्य रूप से घन आधारित समग्र सामग्री, अल आधारित समग्र सामग्री हैं । Occhionero एट अल. फ्लिप चिप, optoelectronic उपकरणों, बिजली उपकरणों और उच्च शक्ति थर्मल सब्सट्रेट एलईडी में AlSiC के उपयोग का पता लगाया, और AlSiC करने के लिए pyrolytic ग्रेफाइट के अलावा भी उच्च गर्मी अपव्यय के लिए आवश्यकताओं को पूरा करती है । समग्र सब्सट्रेट के भविष्य मुख्य रूप से पांच प्रकार है: अखंड सर्किट carbonaceous सामग्री, धातु मैट्रिक्स कंपोजिट, बहुलक मैट्रिक्स कंपोजिट, कार्बन कंपोजिट और उन्नत धातु मिश्र धातु.
इसके अलावा, थर्मल प्रतिरोध पर पैकेज इंटरफेस भी महान है, एलईडी पैकेज में सुधार करने के लिए कुंजी इंटरफ़ेस और इंटरफ़ेस संपर्क थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए है, गर्मी अपव्यय को बढ़ाने. इसलिए, चिप और गर्मी अपव्यय सब्सट्रेट के बीच थर्मल इंटरफेस सामग्री की पसंद बहुत महत्वपूर्ण है । कम तापमान या eutectic मिलाप, टांका लगाने का पेस्ट या एक थर्मल इंटरफेस सामग्री के रूप में वाहक चिपकने के नैनो कणों के भीतर का उपयोग, बहुत इंटरफ़ेस थर्मल प्रतिरोध को कम कर सकते हैं ।
2,हेptical डिजाइन प्रौद्योगिकी
एलईडी पैकेज के ऑप्टिकल डिजाइन दोनों ऑप्टिकल डिजाइन और बाहरी ऑप्टिकल डिजाइन भी शामिल है ।
निम्न के समान हैं "
ऑप्टिकल डिजाइन की कुंजी पसंद और पॉटी के आवेदन पत्र है । पॉटी के चुनाव में, अपने उच्च संप्रेषण, उच्च अपवर्तन सूचकांक, अच्छा थर्मल स्थिरता, अच्छा तरलता, स्प्रे करने के लिए आसान की आवश्यकता होती है । आदेश में एलईडी पैकेजिंग की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, लेकिन यह भी कम नमी अवशोषण, कम तनाव, तापमान और पर्यावरण संरक्षण और अन्य विशेषताओं के साथ पॉटी की आवश्यकता है । आमतौर पर पॉटी एजेंटों का इस्तेमाल epoxy और सिलिकॉन शामिल हैं । उनमें से, सिलिका जेल एक उच्च प्रकाश संप्रेषण है (दृश्य प्रकाश संप्रेषण से अधिक ९९%), उच्च अपवर्तन सूचकांक (१.४ ~ १.५), अच्छा थर्मल स्थिरता (२०० सामना कर सकते हैं℃उच्च तापमान), कम तनाव (युवा मापांक कम), कम नमी अवशोषण (कम से ०.२%) और अंय विशेषताओं, काफी epoxy राल से बेहतर, उच्च शक्ति एलईडी पैकेजिंग में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है । लेकिन परिवेश के तापमान से अधिक प्रभाव सिलिका जेल प्रदर्शन, इस प्रकार एलईडी प्रकाश दक्षता और प्रकाश तीव्रता वितरण को प्रभावित करने, तो सिलिका जेल तैयारी प्रक्रिया में सुधार किया जा करने के लिए ।
बाहरी ऑप्टिकल डिजाइन प्रकाश बीम के अभिसरण को संदर्भित करता है, आकार देने, लाइट क्षेत्र के प्रकाश की तीव्रता का एक समान वितरण के रूप में । मुख्य रूप से चिंतनशील संघनित्र कप डिजाइन (प्राथमिक ऑप्टिकल) और प्लास्टिक लेंस डिजाइन (माध्यमिक प्रकाशिकी), सरणी मॉड्यूल सहित, भी चिप सरणी वितरण शामिल है । लेंस को आमतौर पर उत्तल लेंस, गुफा लेंस, गोलाकार, Fresnel लेंस, मॉड्यूलर लेंस, लेंस और हाई पावर एलईडी असेंबली पद्धति के आकार में इस्तेमाल किया जाता है जो वाटरप्रूफ और अर्द्ध-वाटरप्रूफ पैकेज में इस्तेमाल किया जा सकता है । हाल के वर्षों में, अनुसंधान के मजबूत बनाने के साथ, खाते में पैकेजिंग के बाद एकीकरण आवश्यकताओं लेने, बीम आकार देने लेंस एक microlens सरणी का उपयोग कर के लिए, ऑप्टिकल पथ में microlens सरणी एक दो आयामी समानांतर अभिसरण खेल सकते हैं, आकार देने, collimation और इतने पर, यह उच्च व्यवस्था सटीकता, आसान निर्माण और अन्य planar उपकरणों के साथ आसान युग्मन के फायदे हैं । अनुसंधान से पता चलता है कि diffractive microlens सरणी के बजाय साधारण लेंस या Fresnel microlens के उपयोग बहुत बीम गुणवत्ता में सुधार और जावक प्रकाश की तीव्रता में सुधार कर सकते हैं, एलईडी बीम को आकार देने के लिए सबसे होनहार नई तकनीक है ।
3, पैकेज संरचना का नेतृत्व किया
एलईडी पैकेजिंग प्रौद्योगिकी और संरचना एक नेतृत्व प्रकार, बिजली आधारित पैकेजिंग, smd (smd), पर बोर्ड चिप सीधे भरी हुई (सिल) चार चरणों है ।
4,पीhosphor कोटिंग प्रौद्योगिकी
प्रकाश रूपांतरण संरचना, कि है, फास्फोरस कोटिंग संरचना, एलईडी सफेद प्रकाश प्रौद्योगिकी के लिए मुख्य रूप से, उद्देश्य प्रकाश की छोटी तरंग दैर्ध्य पूरक (रंग पूरक सफेद प्रकाश) प्रकाश की लंबी तरंग दैर्ध्य द्वारा जारी एलईडी चिप के लिए है ।
वर्तमान में, फास्फोरस के साथ सफेद प्रकाश का उत्पादन करने के लिए तीन तरीके हैं: नीले पीले फास्फोरस के साथ नेतृत्व किया; नीले लाल, हरी फास्फोरस के साथ एलईडी; यूवी-लाल, हरे और नीले फास्फोरस के साथ नेतृत्व किया । एक वाणिज्यिक सफेद एलईडी के ज्यादातर नीले पीली फॉस्फोरस एकल चिप प्रकार के साथ एलईडी, नीले लाल के साथ नेतृत्व में, हरी फास्फोरस सफेद Osram में ही रास्ता, Lumileds और अंय कंपनियों के पेटेंट पर सूचना दी है, लेकिन अभी भी नहीं व्यावसायिक उत्पादों दिखाई देते हैं, और यूवी के साथ नेतृत्व तीन रंग फास्फोरस अभी भी रास्ते के विकास में है । सफेद एलईडी का उत्पादन करने के लिए विभिन्न फास्फोरस के फायदे और नुकसान निम्न तालिका में दिखाए जाते हैं ।
मौजूदा कोटिंग तरीकों, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, उनके फायदे और नुकसान है । वर्तमान में व्यापक रूप से फॉस्फोरस कोटिंग विधि में इस्तेमाल किया फास्फोरस और पॉटी मिश्रण है, और फिर सीधे चिप पर । चूंकि यह ठीक मोटाई और फास्फोरस की कोटिंग के आकार को नियंत्रित करने के लिए मुश्किल है, जावक प्रकाश का रंग आंशिक नीले या तेजाब की घटना के साथ मेल नहीं खाता है । ारीक एट अल द्वारा जीई के अनुसंधान । फास्फोरस सीधे चिप पर कवर किया जाता है कि, फास्फोरस के तापमान में वृद्धि में जिसके परिणामस्वरूप, फास्फोरस की मात्रा क्षमता कम कर देता है और गंभीरता से पैकेज के रूपांतरण दक्षता को प्रभावित करता है ।
और अनुरूप कोटिंग प्रौद्योगिकी की कोटिंग प्रक्रिया पर आधारित फास्फोरस की वर्दी कोटिंग प्राप्त कर सकते हैं, इस प्रकार प्रकाश रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के । लेकिन इस प्रौद्योगिकी मुश्किल है, और सीधे फॉस्फोरस परत द्वारा उत्सर्जित नीले प्रकाश का एक बड़ा हिस्सा चिप, जो सीधे चिप द्वारा अवशोषित कर लेता है, गंभीरता से प्रकाश दक्षता को प्रभावित करने के लिए वापस परिलक्षित होता है । यामादा, Narendran, आदि ने पाया कि फास्फोरस की backscattering विशेषताओं को ५०% ~ सकारात्मक घटना प्रकाश के ६०% तितर बितर कर देगा ।
वहां भी है एक कोटिंग विधि जिसमें फॉस्फोरस परत दूर है एलईडी चिप से (उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस परत चिंतनशील कप या एलईडी चिप के बाहर astigmatic कप पर स्थित है), फास्फोरस परत द्वारा अवशोषित प्रकाश की राशि ch करने के लिए वापस परिलक्षित आईपी काफी कम हो सकता है, जिससे प्रकाश दक्षता में सुधार होगा । इसके अलावा, के बाद से फास्फोरस परत चिप के साथ सीधे संपर्क में नहीं है, चिप द्वारा उत्पंन गर्मी फास्फोरस परत को हस्तांतरित नहीं है, जिससे फास्फोरस परत की सेवा जीवन का विस्तार । Schlbert इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, Schubert एट अल में शोधकर्ताओं ने पाया कि फास्फोरस कोटिंग प्रक्रिया से दूर के उपयोग चिप से गर्मी अपव्यय के जोखिम को कम कर सकते हैं, एलईडी चमकदार क्षमता 7% से 16% तक बढ़ाया जा सकता है । सन यत्-सेन वैंग गिरोह, जो भी एक संबंधित अध्ययन किया, परिणाम बताते है कि फास्फोरस कोटिंग से दूर के बारे में १६.८ के फॉस्फोरस कोटिंग तापमान को कम कर सकते हैं℃, काफी फास्फोरस रूपांतरण की क्षमता में सुधार होगा । हालांकि, कोटिंग विधि से दूर अपनी कमियों है, क्योंकि अधिक फॉस्फोरस, फॉस्फोरस प्लेट निर्माण और अधिष्ठापन प्रक्रिया के अपने उपयोग की भी अपेक्षाकृत जटिल है और अंय लागत विचार, वर्तमान व्यापक रूप से पदोंनत नहीं किया जा सकता है और औद्योगिक अनुप्रयोगों.
इसके अलावा, आप एट अल. फास्फोरस कोटिंग के अनुकूलन के आधार पर बहु परत फास्फोरस संरचना के उपयोग का प्रस्ताव किया । लाल फास्फोरस परत पीली फास्फोरस परत से अलग किया गया था और पीले फास्फोरस लाल फास्फोरस पर रखा गया था । प्रयोगात्मक परिणामों से पता चला, इस तरह के एक फॉस्फोरस कोटिंग संरचना फास्फोरस कोटिंग के बीच आपसी अवशोषण को कम कर सकते हैं, पैकेजिंग लुमेन दक्षता 18% से सुधार किया जा सकता है ।
5,ईutectic वेल्डिंग प्रौद्योगिकी
Eutectic वेल्डिंग प्रौद्योगिकी उच्च शक्ति में सबसे महत्वपूर्ण मुख्य प्रौद्योगिकियों में से एक है फ्लिप चिप पैकेजिंग प्रक्रिया का नेतृत्व किया । एलईडी पैकेजिंग प्रक्रिया में Eutectic वेल्डिंग प्रौद्योगिकी गर्मी की समस्या का मुख्य और ठोस क्रिस्टल समस्याओं का लाभ है, और एलईडी पैकेजिंग के भविष्य के विकास के भविष्य की दिशा होगी । Eutectic मिश्र धातु शुद्ध घटक की तुलना में एक कम पिघलने बिंदु है, पिघलने की प्रक्रिया सरल है; eutectic मिश्र धातु शुद्ध धातु से बेहतर तरलता है, जो dendrites के गठन को रोकने के लिए है कि solidification में तरल के प्रवाह में बाधा, इस प्रकार कास्टिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं; eutectic मिश्र धातु लेकिन यह भी एक निरंतर तापमान संक्रमण विशेषताओं (कोई solidification तापमान रेंज) है, इस तरह के अलगाव और संकोचन के रूप में कास्टिंग दोषों को कम कर सकते हैं; ठीक eutectic मिश्र धातु क्रूरता (धातु की मुश्किल के करीब), नहीं तोड़ना चाहिए; eutectic solidification microstructure के रूपों की एक किस्म हो सकता है, विशेष रूप से lamellar या रॉड eutectic संरचना की नियमित व्यवस्था, सीटू समग्र सामग्री में उत्कृष्ट प्रदर्शन किया जा सकता है । यह ठीक है क्योंकि eutectic इतने सारे फायदे हैं, तो eutectic प्रक्रिया के उपयोग के लिए एलईडी पैकेज का उत्पादन करने के लिए प्रतिबाधा को कम करने और गर्मी संचालन क्षमता के फायदों को बढ़ाने के लिए होगा.
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