可靠性提升

LED的可靠性由LED芯片、熒光粉、硅膠、支架、金線等材料共同決定，其中LED芯片產(chǎn)生的熱量如不能快速導(dǎo)出，將直接影響LED芯片的結(jié)溫和熒光粉、硅膠的可靠性。目前熒光粉根據(jù)體系不同，耐高溫能力也有較大的差別，通常熒光粉在100-120℃以上開始有衰減，因此如何降低LED芯片表面的溫度成為提高LED可靠性的關(guān)鍵因素。垂直結(jié)構(gòu)芯片能夠通過金屬襯底將熱量快速導(dǎo)出至支架中，芯片表面溫度較低，正裝芯片熱量通過藍寶石導(dǎo)出至支架中，由于藍寶石導(dǎo)熱率較低(約20W/mK)，熱量無法快速導(dǎo)出，逐漸累積，對熒光粉的可靠性影響較大。倒裝結(jié)構(gòu)的芯片的熱量絕大部分向下通過金凸點快速導(dǎo)入至硅基板(導(dǎo)熱率約120W/mK)中，再由硅基板導(dǎo)入支架中，而向上由于藍寶石導(dǎo)熱率低，只有小部分熱量積累在藍寶石中，實現(xiàn)熱(向下導(dǎo)出)和光的分離(向上射出)設(shè)計，同時藍寶石的表面溫度較低，可以延長熒光粉的老化周期，大大提高LED的可靠性和壽命。同時，由于倒裝結(jié)構(gòu)的良好散熱設(shè)計，倒裝1W芯片可以具有更好的L-I線性關(guān)系(見圖3)和飽和電流容忍能力及大電流承受能力。倒裝1W功率芯片可支持長期室溫780mA大電流老化。

2、1W功率芯片安裝的路燈實例分析照明效果

LED倒裝芯片以其低電壓(3.0V以下)、高光效(100-110lm/W)、高穩(wěn)定性而逐漸被國內(nèi)大多數(shù)燈具廠家應(yīng)用于路燈照明中�，F(xiàn)以一客戶用倒裝芯片安裝的路燈為例對高壓鈉燈和LED路燈進行對比分析。港前大道在改造前采用400W(頂燈)+150W(腰燈)高壓鈉燈路燈，每桿日耗電量為6.6度，改造后采用180W(頂燈)+60W(腰燈) LED路燈，每桿日耗電量為3.1度，道路照明質(zhì)量完全達到城市道路照明標(biāo)準(zhǔn)CJJ-45-2006的要求，節(jié)能53%。采用德國LM-1009道路專用窄視角亮度計，按道路照明亮度測量方法(測量儀器位于距離起始被測點60米處，儀器高度1.2米，沿車道中心線測量兩燈桿間亮度最高和最低處,逐點測量)，改造前該路面最大照度為42Lx，最小照度為8Lx，平均照度30Lx，均勻度0.3;改造后該路面最大照度為23Lx，最小照度為12Lx，平均照度18Lx，均勻度0.75。

由于LED光源的顯色性在70以上，亮度分布均勻，對目標(biāo)的辨別能力遠好于顯色指數(shù)為23的高壓鈉燈，在道路照明的條件下(中間視覺)，適當(dāng)降低白光LED的照度要求(降低1/3)，可以達到與高壓鈉燈同等的照明效果。此次在港前大道更換使用LED路燈后，路面總體均勻度、縱向均勻度、橫向均勻度均達到了0.70以上，取得很好的照明效果。

未來LED的芯片發(fā)展方向

目前高功率的LED路燈主要通過“多顆芯片金線串并聯(lián)”和“多顆LED通過PCB串并聯(lián)”的方式來實現(xiàn)。前者由于芯片之間需要進行光電參數(shù)的匹配，且多顆金線串并聯(lián)封裝的工藝不可靠性和低封裝良率，一直未被廣泛使用。而后者則需要對多顆LED進行嚴(yán)格的光電參數(shù)匹配，且光學(xué)設(shè)計困難。因此，“芯片級”模組化產(chǎn)品是未來LED芯片的一個重要發(fā)展方向。芯片級LED模組，單顆芯片間通過基板內(nèi)的電路實現(xiàn)串并聯(lián)連接，解決傳統(tǒng)模組集成依靠金線進行串并聯(lián)的問題，大幅度提升產(chǎn)品良品率，極大地降低了整個封裝流程的生產(chǎn)成本，嚴(yán)格控制集成模組芯片的各芯片間的參數(shù)差異，保證模組芯片長期使用的可靠性，同時模組芯片可以作為單元，進行串并聯(lián)拼接，形成更大功率的模組。 利用倒裝技術(shù)，可以在“芯片級”上實現(xiàn)不同尺寸、顏色、形狀、功率的多芯片集成，實現(xiàn)超大功率模組產(chǎn)品，這是任何其它的芯片技術(shù)不能達到的優(yōu)勢。