白光發(fā)光二極管制作技術(shù)：由芯片至封裝

第1章 氮化物發(fā)光二極管沉積制作技術(shù)

1.1 引言

1.2 MOCVD的化學(xué)反應(yīng)

1.3 襯底

1.3.1 藍(lán)寶石（Al2O3）

1.3.2 6H-碳化硅（SiC）

1.3.3 硅襯底（Si）

1.3.4 其他襯底

1.4 GaN材料

1.5 P型GaN材料

1.6 氮化銦鎵 氮化鎵（InGaN GaN）材料

參考文獻(xiàn)

第2章 高亮度AlGaInP四元化合物發(fā)光二極管沉積制作技術(shù)

2.1 引言

2.2 化合物半導(dǎo)體材料系統(tǒng)

2.3 AlGaInP的外延生長

2.3.1 原料的選擇

2.3.2 AlGaInP的MOCVD外延生長條件

2.3.3 AlGaInP系列 LED外延生長中的N型和P型

摻雜

參考文獻(xiàn)

第3章 發(fā)光二極管電極制作技術(shù)

3.1 引言

3.2 LED芯片制程說明

3.2.1 常用制程技術(shù)簡介

3.2.2 芯片前段制程

3.2.3 芯片后段制程

3.2.4 芯片檢驗(yàn)方法

3.3 高功率LED芯片的制備工藝發(fā)展趨勢

3.3.1 高功率LED芯片的發(fā)展方向

3.3.2 高功率LED芯片的散熱考慮

參考文獻(xiàn)

第4章 紫外線及藍(lán)光發(fā)光二極管激發(fā)的熒光粉介紹

4.1 引言

4.2 熒光材料的組成

4.3 影響熒光材料發(fā)光效率的因素與定律

4.3.1 主體晶格效應(yīng)

4.3.2 濃度淬滅效應(yīng)

4.3.3 熱淬滅

4.3.4 斯托克斯位移與卡薩定律

4.3.5 法蘭克-康頓原理

4.3.6 能量傳遞

4.4 熒光粉種類概述

4.4.1 鋁酸鹽系列熒光粉

4.4.2 硅酸鹽系列熒光粉

4.4.3 磷酸鹽系列熒光粉

4.4.4 含硫系列熒光粉

4.4.5 其他LED用的熒光粉

參考文獻(xiàn)

第5章 氮及氮氧化物熒光粉制作技術(shù)

5.1 引言

5.2 氮化物的分類和結(jié)晶化學(xué)

5.2.1 氮化物的分類

5.2.2 氮化物的結(jié)晶化學(xué)

5.3 氮氧化物 氮化物熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性

5.3.1 氮氧化物藍(lán)色熒光粉

5.3.2 氮氧化物綠色熒光粉

5.3.3 氮氧化物黃色熒光粉

5.3.4 氮化物紅色熒光粉

5.4 氮氧化物 氮化物熒光粉的合成

5.4.1 高壓氮?dú)鉄釤Y(jié)法

5.4.2 氣體還原氮化法

5.4.3 碳熱還原氮化法

5.4.4 其他方法

5.5 氮氧化物 氮化物熒光粉在白光LED中的應(yīng)用

5.5.1 藍(lán)色LED =-賽隆黃色熒光粉

5.5.2 藍(lán)色LED 綠色熒光粉 紅色熒光粉

5.5.3 近紫外LED 藍(lán)色熒光粉 綠色熒光粉 紅色熒光粉

參考文獻(xiàn)

第6章 發(fā)光二極管封裝材料介紹及趨勢探討

6.1 引言

6.2 LED封裝方式介紹

6.2.1 灌注式封裝

6.2.2 低壓移送成型封裝

6.2.3 其他封裝方式

6.3 環(huán)氧樹脂封裝材料介紹

6.3.1 液態(tài)封裝材料

6.3.2 固體環(huán)氧樹脂封裝材料介紹

6.4 環(huán)氧樹脂封裝材料特性說明

6.5 環(huán)氧樹脂紫外線老化問題

6.6 硅膠封裝材料

6.7 LED用封裝材料發(fā)展趨勢

6.8 環(huán)氧樹脂封裝材料紫外線老化改善

6.9 封裝材料散熱設(shè)計(jì)

6.1 無鉛焊錫封裝材料耐熱性要求

6.11 高折射率封裝材料

6.12 硅膠封裝材料發(fā)展

參考文獻(xiàn)

第7章 發(fā)光二極管封裝襯底及散熱技術(shù)

7.1 引言

7.2 LED封裝的熱管理挑戰(zhàn)

7.3 常見LED封裝襯底材料

7.3.1 印刷電路襯底

7.3.2 金屬芯印刷電路襯底

7.3.3 陶瓷襯底

7.3.4 直接銅鍵合襯底

7.4 先進(jìn)LED復(fù)合襯底材料

7.5 LED散熱技術(shù)

7.5.1 散熱片

7.5.2 熱管

7.5.3 平板熱管

7.5.4 回路熱管

參考文獻(xiàn)

第8章 白光發(fā)光二極管封裝與應(yīng)用

8.1 白光LED的應(yīng)用前景

8.1.1 特殊場所的應(yīng)用

8.1.2 交通工具中應(yīng)用

8.1.3 公共場所照明

8.1.4 家庭用燈

8.2 白光LED的挑戰(zhàn)

8.2.1 白光LED效率的提高

8.2.2 高顯色指數(shù)的白光LED

8.2.3 大功率白光LED的散熱解決方案

8.2.4 光學(xué)設(shè)計(jì)

8.2.5 電學(xué)設(shè)計(jì)

8.3 白光LED的光學(xué)和散熱設(shè)計(jì)的解決方案

8.3.1 LED封裝的光學(xué)設(shè)計(jì)

8.3.2 散熱的解決

8.3.3 硅膠材料對于光學(xué)設(shè)計(jì)和熱管理的重要性

8.4 白光LED的封裝流程及封裝形式

8.4.1 直插式小功率草帽型白光LED的封裝流程

8.4.2 功率型白光LED的封裝流程

8.5 白光LED封裝類型

8.5.1 引腳式封裝

8.5.2 數(shù)碼管式的封裝

8.5.3 表面貼裝封裝

8.5.4 功率型封裝

8.6 超大功率大模組的解決方案

8.6.1 傳統(tǒng)正裝芯片實(shí)現(xiàn)的模組

8.6.2 用單電極芯片實(shí)現(xiàn)的模組

8.6.3 用倒裝焊接方法實(shí)現(xiàn)的模組

8.6.4 封裝合格率的提升

8.6.5 散熱的優(yōu)勢

8.6.6 封裝流程的簡化

8.6.7 長期使用可靠性的提高

參考文獻(xiàn)

第9章 高功率發(fā)光二極管封裝技術(shù)及應(yīng)用

9.1 高功率LED封裝技術(shù)現(xiàn)況及應(yīng)用

9.1.1 單顆LED芯片的封裝器件產(chǎn)品

9.1.2 多顆LED芯片封裝模組

9.2 高功率LED光學(xué)封裝技術(shù)探析

9.2.1 LED的光學(xué)設(shè)計(jì)

9.2.2 白光LED的色彩封裝技術(shù)

9.2.3 LED用透明封裝材料現(xiàn)況

9.2.4 LED用透明封裝材料發(fā)展趨勢

9.3 高功率LED散熱封裝技術(shù)探析

9.3.1 LED整體散熱能力的評估

9.3.2 散熱設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

《白光發(fā)光二極管制作技術(shù)：由芯片至封裝》由中國臺灣、香港地區(qū)以及日本等眾多研發(fā)專家撰寫，內(nèi)容豐富、通俗易懂，涵蓋發(fā)光二極管沉積與金屬電極制作技術(shù)、封裝材料（含熒光粉、膠材與散熱襯底)及應(yīng)用白光LED等相關(guān)知識。主要內(nèi)容包括氮化物發(fā)光二極管沉積制作技術(shù)、高亮度AlGaInP四元化合物發(fā)光二極管沉積制作技術(shù)、發(fā)光二極管電極制作技術(shù)、紫外光及藍(lán)光發(fā)光二極管激發(fā)的熒光粉介紹、氮及氮氧化物熒光粉制作技術(shù)、發(fā)光二極管封裝材料介紹及趨勢探討、發(fā)光二極管封裝襯底及散熱技術(shù)、白光發(fā)光二極管封裝與應(yīng)用、高功率發(fā)光二極管封裝技術(shù)及應(yīng)用。

本書可供LED工程技術(shù)人員、大學(xué)高年級學(xué)生、LED制造與照明設(shè)計(jì)的相關(guān)人員閱讀使用。

芯片封裝方法專利目的

《芯片封裝方法》解決的技術(shù)問題是提供一種芯片封裝方法，可以提高封裝效率以及成品率。

芯片封裝方法技術(shù)方案

《芯片封裝方法》提供的芯片封裝方法，包括步驟：提供半封裝晶圓，所述半封裝晶圓上具有切割道以及芯片的金屬焊墊；在所述金屬焊墊上形成球下金屬電極；在所述球下金屬電極上形成焊球；沿切割道對晶圓進(jìn)行劃片；還包括在切割道上方形成第一保護(hù)層的步驟。

優(yōu)選的，所述第一保護(hù)層的寬度大于切割道的寬度。所述切割道的寬度為30～80微米，所述第一保護(hù)層的寬度為50～120微米。

可選的，所述第一保護(hù)層為熱固性環(huán)氧樹脂，采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成。

可選的，所述形成球下金屬電極的方法為無電解電鍍。所述無電解電鍍包括：對晶圓表面先進(jìn)行鋅酸鹽清洗處理，再無電解電鍍鎳，然后無電解電鍍金，電鍍厚度分別為3微米以及0.05微米。

可選的，所述形成球下金屬電極的方法為選擇性氣相沉積。

所述選擇性氣相沉積包括：在晶圓表面設(shè)置掩模板，所述掩模板露出晶圓上需形成球下金屬電極的位置；采用物理氣相沉積工藝，依次沉積鎳金屬以及銅金屬。

優(yōu)選的，在形成球下金屬電極后，還包括采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在晶圓上、球下金屬電極以外區(qū)域形成第二保護(hù)層的步驟。所述第二保護(hù)層的厚度為5微米～50微米。

可選的，所述第二保護(hù)層的材質(zhì)為熱固性樹脂，采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成。

所述絲網(wǎng)印刷時(shí)，保持晶圓的溫度低于所述熱固性環(huán)氧樹脂的固化溫度。所述形成第二保護(hù)層后，還包括采用等離子刻蝕去除覆于球下金屬電極頂部表面的熱固性環(huán)氧樹脂的步驟。

可選的，所述形成第二保護(hù)層后，還包括研磨晶圓表面的步驟。

所述研磨采用機(jī)械研磨，具體包括：將晶圓放置于固定工作臺；將柔軟度小于晶圓的非織造布纏繞于研磨盤上，并緊貼晶圓表面；然后使用研磨液浸潤所述非織造布，進(jìn)行機(jī)械研磨。

優(yōu)選的，所述熱固性樹脂的固化溫度小于200℃。

所述熱固性樹脂中包含固化填充劑，所述固化填充劑的顆粒直徑小于環(huán)氧樹脂印刷厚度的1/3。

優(yōu)選的，所述熱固性樹脂的印刷厚度為15微米，固化填充劑的顆粒直徑小于5微米，固化后形成的第二保護(hù)層平均厚度為11微米～12微米。

優(yōu)選的，在進(jìn)行絲網(wǎng)印刷技術(shù)時(shí)，先對晶圓進(jìn)行烘烤處理或者進(jìn)行表面活性化的等離子處理。

《芯片封裝方法》所述封裝方法利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在切割道上形成第一保護(hù)層，具體的可以選擇熱固性環(huán)氧樹脂作為保護(hù)層材料，一方面在采用電鍍工藝形成球下金屬電極時(shí)，能夠防止切割道內(nèi)的金屬被電鍍析出；另一方面在劃片后，能夠保護(hù)分立芯片的側(cè)面，尤其是金屬引線，不受到損傷。

芯片封裝方法改善效果

《芯片封裝方法》工藝流程簡單，成本低廉，且提高了封裝效率以及封裝成品率。

解封裝過程和加封裝的過程相反。

1、 RouterB 從Tunnel 接口收到IP 報(bào)文，檢查目的地址

2、 如果發(fā)現(xiàn)目的地是本路由器，則RouterB 剝掉此報(bào)文的IP 報(bào)頭，交給GRE 協(xié)議處理（進(jìn)行檢驗(yàn)密鑰、檢查校驗(yàn)和及報(bào)文的序列號等）

3、 GRE 協(xié)議完成相應(yīng)的處理后，剝掉GRE 報(bào)頭，再交由X 協(xié)議對此數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行后續(xù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理。

說明：GRE 收發(fā)雙方的加封裝、解封裝處理，以及由于封裝造成的數(shù)據(jù)量增加，會導(dǎo)致使用GRE 后設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率有一定程度的下降。

1、 Router A 連接Group 1 的接口收到X 協(xié)議報(bào)文后，首先交由X 協(xié)議處理

2、X 協(xié)議檢查報(bào)文頭中的目的地址域來確定如何路由此包

3、 若報(bào)文的目的地址要經(jīng)過Tunnel 才能到達(dá)，則設(shè)備將此報(bào)文發(fā)給相應(yīng)的Tunnel 接口

4、 Tunnel 口收到此報(bào)文后進(jìn)行GRE 封裝，在封裝IP 報(bào)文頭后，設(shè)備根據(jù)此IP 包的目的地址及路由表對報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送出去。