超高亮抗靜電LED關鍵技術研究與產品開發

王衛國

（浙江僑鳴光電有限公司，浙江 平湖 314200）

1 LED產業發展的核心技術分析

隨著LED產業的發展，其核心技術也不斷的突顯出來，具體的核心環節如下：

1.1 材料和芯片技術

高晶體質量的材料的外延技術；高內量子效率的外延結構的設計；低工作電壓下的材料和技術設備研究；高外量子效率的器件研究；低熱阻芯片的研究和實現；歐姆接觸電極設備的研究；可靠性測評的實效機理研究；降低成本的技術。

1.2 封裝技術

低熱阻的LED封裝技術拓展；提高色品一致性更好的封裝技術研究；低色溫、高顯色指數、高效率的白光LED的封裝材料與技術拓展；高光提取率的封裝結構的設計與測試；高可靠性的LED封裝材料和技術；適應大功率單體LED的封裝技術研究；對芯片COB的封裝技術等。

1.3 LED照明的應用

利用LED技術代替傳統的照明技術是技術發展的目標，以此LED的研究始終朝著照明應用發展。如燈具標準的制定；低成本照明產品開發；色溫可控、色品一致性好的高效率、高可靠性的封裝技術；適應人眼舒適度的友好化設計。

1.4 高亮度抗靜電技術

超高亮并抗靜電的LED照明技術是對LED技術的拓展，其項目的實施是為了滿足當前市場的需求和環保經濟的發展，目前照明產業的結構調整迫在眉睫，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展方向。

2 超高亮抗靜電技術的研究內容和技術關鍵

本文介紹的是在對國內外研究成果上進行分析與改進，突破了傳統封裝、抗靜電等技術難題，創新設計了一種可提高亮度并抗靜電干擾的LED產品。具體的關鍵技術如下：

2.1 優化封裝材料提高亮度

目前所采用的LED封裝材料都是以環氧樹脂為主，具有優良的電絕緣性能，其密著性、介電性能等都十分優異，但是其缺點也十分突出，容易吸濕并容易老化、耐熱性較差等，因此如果提高LED的亮度則必須改進封裝的材料，使其在高溫和短波的作用下不會發生老化，從而延長LED的壽命。為了改善其封裝材料的性能，使之適應超高亮度的需求，研究通過對原材料的改進，通過高折光率的無機氧化納米溶膠生產技術，將納米溶膠粒子的表面修飾手段和工藝調整，并利用高折射率的有機硅預聚體生產技術，將有機硅的預聚體和無氧化物溶膠結合起來，成為一種納米改性柔性硅膠赫爾硬質硅膠的新體系，生產開發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，且體現出突出的界面相容性，可以對內部的芯片起到很好的保護作用。

2.2 防靜電技術

采用ESD靜電防控技術的研發可以提高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為正向壓降的升高而被靜電擊傷，其表面會留下黑色的斑點，此種黑色的斑點不會再發出光線，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，即出現亮度衰減、IR值升高的情況；中度的擊傷會導致芯片的二極管電壓明顯升高，甚至可以達到4～5.5 V以上，而高亮度的電源則會直接出現亮度下降的情況，多則下降達到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靜電防護擊傷，一方面通過對電氣元件的創新設計和優化改進，設計和優選了靜電保護LED，通過上面的封裝技術對其進行上千伏的測試，這樣提高了LED的抗靜電能力。一方面，研究通過對生產工藝的改進而提高其對抗靜電的能力，使得靜電產生的途徑減少，從源頭上對靜電進行控制，消除其產生和積累的過程，同時在生產中應用為人體放電的系統、防靜電操作系統、防靜電接地網絡、防靜電技術、離子技術等特殊的工藝措施，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，增強了LED的亮度，延長了其使用壽命。

2.3 改進封裝結構

普通的封裝技術已不能適應LED的發展要求，應利用先進的生產工藝對其封裝技術改進后，封裝結構在設置齊納管時影響出光效果，而新型封裝結構既能提高靜電能力又能保持良好的出光效果，同時節約成本。

3 結束語

通過分析不難看出，超高亮度的LED關鍵技術就是要解決其封裝材料和技術的固有問題，提高其光效率和耐久度，即在高溫環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對其生產和使用進行控制，就可延長高亮LED的壽命。

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