超高亮抗靜電LED關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)

王衛(wèi)國

（浙江僑鳴光電有限公司，浙江 平湖 314200）

1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)分析

隨著LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其核心技術(shù)也不斷的突顯出來，具體的核心環(huán)節(jié)如下：

1.1 材料和芯片技術(shù)

高晶體質(zhì)量的材料的外延技術(shù)；高內(nèi)量子效率的外延結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；低工作電壓下的材料和技術(shù)設(shè)備研究；高外量子效率的器件研究；低熱阻芯片的研究和實(shí)現(xiàn)；歐姆接觸電極設(shè)備的研究；可靠性測評的實(shí)效機(jī)理研究；降低成本的技術(shù)。

1.2 封裝技術(shù)

低熱阻的LED封裝技術(shù)拓展；提高色品一致性更好的封裝技術(shù)研究；低色溫、高顯色指數(shù)、高效率的白光LED的封裝材料與技術(shù)拓展；高光提取率的封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與測試；高可靠性的LED封裝材料和技術(shù)；適應(yīng)大功率單體LED的封裝技術(shù)研究；對芯片COB的封裝技術(shù)等。

1.3 LED照明的應(yīng)用

利用LED技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的照明技術(shù)是技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)，以此LED的研究始終朝著照明應(yīng)用發(fā)展。如燈具標(biāo)準(zhǔn)的制定；低成本照明產(chǎn)品開發(fā)；色溫可控、色品一致性好的高效率、高可靠性的封裝技術(shù)；適應(yīng)人眼舒適度的友好化設(shè)計(jì)。

1.4 高亮度抗靜電技術(shù)

超高亮并抗靜電的LED照明技術(shù)是對LED技術(shù)的拓展，其項(xiàng)目的實(shí)施是為了滿足當(dāng)前市場的需求和環(huán)保經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前照明產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整迫在眉睫，白熾燈已退出歷史舞臺，未來的LED市場空間將不斷拓展，而特種需求也將成為重要的組成部分。超高亮度的照明電源正是此種“特種”需求中的一個重要發(fā)展方向。

2 超高亮抗靜電技術(shù)的研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵

本文介紹的是在對國內(nèi)外研究成果上進(jìn)行分析與改進(jìn)，突破了傳統(tǒng)封裝、抗靜電等技術(shù)難題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種可提高亮度并抗靜電干擾的LED產(chǎn)品。具體的關(guān)鍵技術(shù)如下：

2.1 優(yōu)化封裝材料提高亮度

目前所采用的LED封裝材料都是以環(huán)氧樹脂為主，具有優(yōu)良的電絕緣性能，其密著性、介電性能等都十分優(yōu)異，但是其缺點(diǎn)也十分突出，容易吸濕并容易老化、耐熱性較差等，因此如果提高LED的亮度則必須改進(jìn)封裝的材料，使其在高溫和短波的作用下不會發(fā)生老化，從而延長LED的壽命。為了改善其封裝材料的性能，使之適應(yīng)超高亮度的需求，研究通過對原材料的改進(jìn)，通過高折光率的無機(jī)氧化納米溶膠生產(chǎn)技術(shù)，將納米溶膠粒子的表面修飾手段和工藝調(diào)整，并利用高折射率的有機(jī)硅預(yù)聚體生產(chǎn)技術(shù)，將有機(jī)硅的預(yù)聚體和無氧化物溶膠結(jié)合起來，成為一種納米改性柔性硅膠赫爾硬質(zhì)硅膠的新體系，生產(chǎn)開發(fā)一種納米改性白光的LED封裝材料，此種材料透光率大于96%，在150 ℃下完成1000 h的測試，此種材料的透光率損失較小，很好的達(dá)到了封裝材料需要的高透明、高折射率、耐老化和抗熱性的能力，且體現(xiàn)出突出的界面相容性，可以對內(nèi)部的芯片起到很好的保護(hù)作用。

2.2 防靜電技術(shù)

采用ESD靜電防控技術(shù)的研發(fā)可以提高LED芯片的抗靜電性能，延長其使用壽命，從而提高其應(yīng)用范圍。目前LED的芯片的抗靜電能力較差，如果遭到靜電的沖擊就會因?yàn)檎驂航档纳叨混o電擊傷，其表面會留下黑色的斑點(diǎn)，此種黑色的斑點(diǎn)不會再發(fā)出光線，所以芯片受到擊傷的情況不同，其表面也不同。輕微的擊傷從表面并不能看出來，但其亮度會受到影響，即出現(xiàn)亮度衰減、IR值升高的情況；中度的擊傷會導(dǎo)致芯片的二極管電壓明顯升高，甚至可以達(dá)到4～5.5 V以上，而高亮度的電源則會直接出現(xiàn)亮度下降的情況，多則下降達(dá)到50%以上，IR值升高，在使用的過程中會逐漸失去功能，最后形成死燈的情況，嚴(yán)重的直接影響使用壽命。為了提高LED抗靜電能力，本次開放采用了ESD靜電防護(hù)擊傷，一方面通過對電氣元件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和優(yōu)化改進(jìn)，設(shè)計(jì)和優(yōu)選了靜電保護(hù)LED，通過上面的封裝技術(shù)對其進(jìn)行上千伏的測試，這樣提高了LED的抗靜電能力。一方面，研究通過對生產(chǎn)工藝的改進(jìn)而提高其對抗靜電的能力，使得靜電產(chǎn)生的途徑減少，從源頭上對靜電進(jìn)行控制，消除其產(chǎn)生和積累的過程，同時在生產(chǎn)中應(yīng)用為人體放電的系統(tǒng)、防靜電操作系統(tǒng)、防靜電接地網(wǎng)絡(luò)、防靜電技術(shù)、離子技術(shù)等特殊的工藝措施，泄放或防止靜電放電。通過這樣的立體化措施提高了LED的抗靜電能力，增強(qiáng)了LED的亮度，延長了其使用壽命。

2.3 改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)

普通的封裝技術(shù)已不能適應(yīng)LED的發(fā)展要求，應(yīng)利用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝對其封裝技術(shù)改進(jìn)后，封裝結(jié)構(gòu)在設(shè)置齊納管時影響出光效果，而新型封裝結(jié)構(gòu)既能提高靜電能力又能保持良好的出光效果，同時節(jié)約成本。

3 結(jié)束語

通過分析不難看出，超高亮度的LED關(guān)鍵技術(shù)就是要解決其封裝材料和技術(shù)的固有問題，提高其光效率和耐久度，即在高溫環(huán)境下封裝材料可以保持較好的透光度；同時利用防靜電技術(shù)對其生產(chǎn)和使用進(jìn)行控制，就可延長高亮LED的壽命。

1 彭龑、李曉寒、何華平.驅(qū)動白光LED技術(shù)綜述［J］.中國照明電器，2010（09）