多芯片混合集成技术实现瓦级LED的设计

引言

多芯片混合集成技术是实现瓦级LED的重要途径之一。由于传统小芯片工艺成熟，集成技术简单，侧光利用率较高（相对于大尺寸芯片），散热效果较好（相对于传统炮弹型LEDs），用铝基板或金属陶瓷基板集成的实用型LED产品已经问世。其综合光学性能可以与Lumileds公司的相应瓦数的LED产品相比。我们提出了一种由基板+具有反射碗的散热支架构成的封装新结构（简称帽式结构）和用于传统矿灯的T型支架以及可作为标准化的瓦级封装结构。实验表明，1瓦级LED的发光效率提高了80-100%，防静电和工程化问题可以得到较好的解决。本文对新结构和初步实验结果作简单的介绍。

新结构

一，帽式结构，由具有反射碗的散热支架+基板两部份构成。

1．散热支架

具有反射碗的散热架，其作用有三：

其一，反射碗（含硅基板）改善了LED的出光率，相对于市售铝基板，流明效率约提高30%以上;

其二，散热效果良好;

其三，纵向电极引出线，便于照明灯具的组合插接。

2．基板： 有三种形式，各有特点。

硅基板由硅衬底，高导热绝缘层和金属反光导电层组成。 衬底基板材料为单晶硅片，具有导热性能好、表面光洁度好、便于加工、 集成成本低等优点。其主要参数如下：热导率：144 w/ m .k，与铝基板基本相同， 厚度适中，以利于导热和加工，成本：每个基板 0.15元（包括加工费）， 表面镀银：光反射率98%. 绝缘层材料选择要考虑导热性能、耐压特性、粘附性和层厚度。实验表明，只要该层特性和参数适中，绝缘性能良好，对散热效果影响不大。 金属层是导电层，也是反光层，要求具有良好的导电性能和镜面反射效果。实验表明，它好于一般市售的铝基板。多个芯片混合集成其上，再贴在散热支架上。硅基板最宊出的特点是便于在硅层上做防静电集成和工程化。

2）金属板

多个芯片以4x4阵列形式直接混合集成在金属板上，再贴在散热支架上。其特点是便于工程化。

3）无板

多个芯片以4x4阵列形式直接混合集成在散热支架上。 其特点是散热更好，效率更高，但工程化难度大。

二，矿灯专用T型支架。

结构特点是：

可以直接装在已定型的矿灯罩里，代替里面传统的2.8w灯泡。保持罩内原来的结构和功能，用罩上的原开关扭通断锂电池。

散热好。

结构简单。

互换容易。

三，第三种是可作为标准化通用的瓦级LED封装结构。

其结构特点是：

设计基于帽式结构光学尺寸和市售瓦级支架。

尺寸紧凑小巧，在散热片上可实现任何组合。外径约6mm，厚约2mm.

光学性能适中。

工程化相对简单。

成本低。
来源；国际led网