有关芯片整体的电界均等性,自从2、3年前出现梳子状与网格状(mesh)p型电极之后,采用这种方式的厂商不断增加,而且电极也朝最佳化方向发展。

有关flip chip封装方式,由于发光层贴近封装端极易排放热量,加上发光层的光线放射到外部时无电极遮蔽的困扰,所以美国Lumileds与日本丰田合成已经正式采用flip chip封装方式,2005年开始量产大型LED的松下电器/松下电工与东芝也陆续跟进,以往采用wire bonding封装方式的日亚化学,2004年发表的50lm/W客户专用品LED,也是采用flip chip封装方式。

有关芯片表面加工,它可以防止光线从芯片内部朝芯片外部放射时在界面发生反射,根据日本某LED厂商表示flip chip封装时,若在光线取出部位蓝宝石基板上设置凹凸状结构,芯片外部的取出光束可以提高30%左右。虽然各LED厂商都不愿意透露凹凸结构详细使用状况,不过一般认为已经朝正式采用方向发展。

此外工程师普遍认为内建经过改良的大型LED芯片封装实体,其实它的封装大小某种程度已经被决定,丰田合成甚至表示收容1mm正方的LED芯片,加上封装内部设置可以使芯片侧面出射光线朝封装上方行进的反射板,高效率取出芯片内部光线的封装大小大约是7mm正方左右。

LED业者对小型LED芯片的发光效率提升,似乎比使用大型LED芯片模块来得更积极,例如日本CITIZEN公司组合8个小型LED芯片,首度达成高功率LED 60lm/W业界最高发光效率,CITIZEN认为大型LED芯片的发光效率发展进度比小型芯片慢1~2年,为了要在高功率LED领域领先同业,整合多个小型LED芯片获得大光束才是上策。该公司的白光LED使用日亚化学制作的0.3mm正方小型LED芯片,一个封装模块最多使用12个芯片,各LED芯片采用传统wire bonding封装方式,施加电力大约是2W左右。

针对多个小型LED芯片与wire bonding封装方式,有业者认为如此只会增加封装成本,不过CITIZEN公司认wire bonding的加工成本占白光LED整体制作成本不到1%,该公司却强调成本增加的影响非常小,因为wire bonding的加工使用既有的设备,不需要额外的设备投资,此外同业还认为wire bonding会遮蔽LED芯片产生的光线,不过使用小型LED芯片的LED模块,它的发光效率与影响似乎没有预料中的严重。

均等化减少发光特性不均现象

最后要探讨LED厂商最瞩目的白光LED辉度与色温不均问题。大部分LED厂商都认为“使用上必需筛选光学特性类似的LED”,事实上减少LED发光特性不均、LED芯片发光特性一致化,以及荧光体材料的浓度分布均匀化管理非常重要。目前大部分厂商都是从其它公司购买LED芯片,再自行开发降低发光特性分布不均的技术,依此组合制作成新型高功率LED。

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