倒裝HV-LED的制備及其焊接工藝的研究.pdf

1、隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及產(chǎn)品應(yīng)用的升級(jí)，高亮度的功率型LED逐漸成為了市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上大功率LED主要是由多顆低壓直流LED芯片集成，這種光源需要外加降壓和整流的驅(qū)動(dòng)電源，其電源成本高、壽命短，而且電氣連接的可靠性較低。因此，本文中設(shè)計(jì)了正裝和倒裝兩種新型的大功率GaN基單芯片高壓LED(HV-LED)，單顆芯片的工作電壓為110V，兩顆芯片串聯(lián)就可以在市電220V下工作，從而極大地簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電源。本論文主要工作如下

2、:
　　首先，在HV-LED芯片結(jié)構(gòu)中最重要的是發(fā)光微單元，因此本文中通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和采用silvaco軟件模擬仿真等手段，對(duì)發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)和電極材料等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，從而減小了注入電流的擁塞效應(yīng)，同時(shí)論文中制備了Ni/Ag、Ni/Au/Ag和Ni/Pt/Au/Ag三種反射鏡結(jié)構(gòu)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，選取了反射效果最佳的Ni/Ag反射鏡結(jié)構(gòu)，極大地提高了芯片的發(fā)光效率。
　　其次，在全面了解芯片結(jié)構(gòu)和發(fā)光機(jī)理的基礎(chǔ)上，論文中利用L-

3、Edit軟件分別設(shè)計(jì)了正裝和倒裝兩種結(jié)構(gòu)HV-LED芯片版圖，并且設(shè)計(jì)了詳細(xì)地芯片制備工藝流程，在此基礎(chǔ)上，制備了符合設(shè)計(jì)要求的正裝HV-LED芯片和倒裝HV-LED芯片。
　　最后，本論文中通過熱壓超聲焊接工藝技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)制備的倒裝HV-LED芯片與A1N陶瓷基板進(jìn)行鍵合，通過正交分析法，對(duì)超聲功率、超聲時(shí)間、焊接壓力和焊接溫度等因素進(jìn)行了優(yōu)化，得到了最優(yōu)的焊點(diǎn)剪切力數(shù)值為73.52g。最終對(duì)芯片進(jìn)行了電學(xué)測(cè)試，當(dāng)工作電流為20