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歐司朗陳文成博士:LED前端主流技術“防忽悠”揭秘 |
(時間:2014-7-28 9:26:08) |
LED作為21世紀引領整個照明行業的未來,其光效最高而且還在持續提升的新型照明光源。作為行業內人,除了要對LED光效提升的歷史的了解,更多要熟悉的是LED照明應用的發展史。從最早的顯示、指示到工程建筑照明,再到現在的商照COB產品和家用照明球泡燈管等常規LED產品,歐司朗陳文成博士表示,未來將不再局限在這些通用照明市場,更多的開始朝植物照明等新的特殊照明應用和智能照明等領域的大方向發展。 也許,甚至行業內的人士,在2014年被認為是LED爆發的元年,更多聽到的技術名詞,對于這些新的技術,記者也像很多行業人士一樣都是走馬觀花,并不是很深入的探究。 從歐司朗陳文成博士那里了解很OFweek半導體照明網多更專業的解釋,今天以作為高科技網站的OFweek半導體照明網給大家分享下目前倒裝技術、碳化硅襯底、免封裝技術等這些專業名詞背后的細節。 面對種類繁多的LED,廠家如何區分優劣? 陳文成博士從兩個方面解讀:第一、從LED襯底材料(藍寶石,碳化硅,硅及氮化鎵)、芯片結構(UX:3,垂直,倒裝及正裝)、熒光粉涂覆技術到封裝方式和材料,深入全面的解析LED最前沿的技術進展。第二、探討如何從光、電、熱等多方面(如顏色角度均勻性,最大驅動電流密度及熱流明與冷流明比值等)來合理鑒別LED的品質和性能。 大家應該對LED前段產業鏈有所了解的人都知道,其從從襯底材料\晶元到芯片設計以及熒光粉再封裝設計,可是大家都知道這些都會影響LED光效嗎? 襯底材料技術 據陳文成博士介紹,到目前為止95%以上LED還是用藍寶石襯底、而碳化硅和硅襯底可能只有2%-3%。如果有企業在介紹產品的性價比時,說因為碳化硅襯底材料,使得他們的LED光效更高,所以價格更貴。其實這些都是忽悠你的。雖然碳額化硅材料的成本是高點,但是LED光效的高低跟其本身的采用襯底材料關系不大。 通常來講,雖然碳化硅與晶格匹配細數是更小,但是更多的廠商還是選擇藍寶石襯底。主要是因為在采用藍寶石材料時,你可以有很多的技術方法來縮小其與晶格的匹配細數,行業內通常把這種叫做緩沖層技術。這個技術可以把其與晶格匹配的細數縮得更小,甚至比碳化硅材料的匹配細數還小。這樣的技術優勢是你也可以直接去那市場上不同襯底的同類產品對比,發現其光效的差別不大。反倒是因為碳化硅的企業很少,所以在降低成本上存在劣勢。 硅襯底技術在以前一直是很流行,包括國家在這塊也投資了很多的資源。主要是由于硅襯底的確存在降低成本的潛力,但是并不是降低襯底材料本身的成本,就襯底材料本身來講,藍寶石跟硅襯底相差不大,而是因為真正的是傳統半導體產業都是基于硅材料,如果未來LED都采用8英寸的硅襯底,那么在生產流程的成本會有更大的空間,如果采用2英寸、4英寸,反倒比藍寶石襯底成本更高。隨著晶元的發展,尺寸越來越大,因為晶元越大相應的良率越高,導致成本越低,效率越高,產能也就越大。 LED芯片及結構 目前大家聽到最多的莫過于倒裝結構、垂直結構和正裝(藍寶石)結構。由于藍寶石本身散熱的局限性導致其功率做不大,像市場常見的3014、5630這些常見的中小功率的LED都是底下帶藍寶石襯底的。 由于藍寶石本身的劣勢,使得大功率LED的瓶頸。為了能做大電流密度,市場上就推出了垂直結構和倒裝結構。所謂的垂直結構的垂直指的是電流的流向,因為通過芯片的結構,能夠使更多的電流流向能夠垂直流下,因為電流密度增加可以讓損耗降低,電流也就增加了。 而倒裝結構,實際上正常的藍寶石襯底結構是在下面,由于散熱性能不好,要把藍寶材料拿掉,就需要把它翻過來,實際上,垂直結構也是將PN結也是翻過來。倒裝結構也分兩種,一種是藍寶石的也是在上面,這個基本上歸到中小功率的LED;目前國內談到較多的是把藍寶石襯底翻上來的倒裝技術,而目前國際上的大廠的倒裝技術不僅是翻過來,還把藍寶石給剝離掉。 實際上,評價一個芯片優劣最關鍵的因素是能最大電流密度能到多少。
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