超高亮抗静电LED关键技术研究与产品开发

王卫国

（浙江侨鸣光电有限公司，浙江 平湖 314200）

1 LED产业发展的核心技术分析

随着LED产业的发展，其核心技术也不断的突显出来，具体的核心环节如下：

1.1 材料和芯片技术

高晶体质量的材料的外延技术；高内量子效率的外延结构的设计；低工作电压下的材料和技术设备研究；高外量子效率的器件研究；低热阻芯片的研究和实现；欧姆接触电极设备的研究；可靠性测评的实效机理研究；降低成本的技术。

1.2 封装技术

低热阻的LED封装技术拓展；提高色品一致性更好的封装技术研究；低色温、高显色指数、高效率的白光LED的封装材料与技术拓展；高光提取率的封装结构的设计与测试；高可靠性的LED封装材料和技术；适应大功率单体LED的封装技术研究；对芯片COB的封装技术等。

1.3 LED照明的应用

利用LED技术代替传统的照明技术是技术发展的目标，以此LED的研究始终朝着照明应用发展。如灯具标准的制定；低成本照明产品开发；色温可控、色品一致性好的高效率、高可靠性的封装技术；适应人眼舒适度的友好化设计。

1.4 高亮度抗静电技术

超高亮并抗静电的LED照明技术是对LED技术的拓展，其项目的实施是为了满足当前市场的需求和环保经济的发展，目前照明产业的结构调整迫在眉睫，白炽灯已退出历史舞台，未来的LED市场空间将不断拓展，而特种需求也将成为重要的组成部分。超高亮度的照明电源正是此种“特种”需求中的一个重要发展方向。

2 超高亮抗静电技术的研究内容和技术关键

本文介绍的是在对国内外研究成果上进行分析与改进，突破了传统封装、抗静电等技术难题，创新设计了一种可提高亮度并抗静电干扰的LED产品。具体的关键技术如下：

2.1 优化封装材料提高亮度

目前所采用的LED封装材料都是以环氧树脂为主，具有优良的电绝缘性能，其密着性、介电性能等都十分优异，但是其缺点也十分突出，容易吸湿并容易老化、耐热性较差等，因此如果提高LED的亮度则必须改进封装的材料，使其在高温和短波的作用下不会发生老化，从而延长LED的寿命。为了改善其封装材料的性能，使之适应超高亮度的需求，研究通过对原材料的改进，通过高折光率的无机氧化纳米溶胶生产技术，将纳米溶胶粒子的表面修饰手段和工艺调整，并利用高折射率的有机硅预聚体生产技术，将有机硅的预聚体和无氧化物溶胶结合起来，成为一种纳米改性柔性硅胶赫尔硬质硅胶的新体系，生产开发一种纳米改性白光的LED封装材料，此种材料透光率大于96%，在150 ℃下完成1000 h的测试，此种材料的透光率损失较小，很好的达到了封装材料需要的高透明、高折射率、耐老化和抗热性的能力，且体现出突出的界面相容性，可以对内部的芯片起到很好的保护作用。

2.2 防静电技术

采用ESD静电防控技术的研发可以提高LED芯片的抗静电性能，延长其使用寿命，从而提高其应用范围。目前LED的芯片的抗静电能力较差，如果遭到静电的冲击就会因为正向压降的升高而被静电击伤，其表面会留下黑色的斑点，此种黑色的斑点不会再发出光线，所以芯片受到击伤的情况不同，其表面也不同。轻微的击伤从表面并不能看出来，但其亮度会受到影响，即出现亮度衰减、IR值升高的情况；中度的击伤会导致芯片的二极管电压明显升高，甚至可以达到4～5.5 V以上，而高亮度的电源则会直接出现亮度下降的情况，多则下降达到50%以上，IR值升高，在使用的过程中会逐渐失去功能，最后形成死灯的情况，严重的直接影响使用寿命。为了提高LED抗静电能力，本次开放采用了ESD静电防护击伤，一方面通过对电气元件的创新设计和优化改进，设计和优选了静电保护LED，通过上面的封装技术对其进行上千伏的测试，这样提高了LED的抗静电能力。一方面，研究通过对生产工艺的改进而提高其对抗静电的能力，使得静电产生的途径减少，从源头上对静电进行控制，消除其产生和积累的过程，同时在生产中应用为人体放电的系统、防静电操作系统、防静电接地网络、防静电技术、离子技术等特殊的工艺措施，泄放或防止静电放电。通过这样的立体化措施提高了LED的抗静电能力，增强了LED的亮度，延长了其使用寿命。

2.3 改进封装结构

普通的封装技术已不能适应LED的发展要求，应利用先进的生产工艺对其封装技术改进后，封装结构在设置齐纳管时影响出光效果，而新型封装结构既能提高静电能力又能保持良好的出光效果，同时节约成本。

3 结束语

通过分析不难看出，超高亮度的LED关键技术就是要解决其封装材料和技术的固有问题，提高其光效率和耐久度，即在高温环境下封装材料可以保持较好的透光度；同时利用防静电技术对其生产和使用进行控制，就可延长高亮LED的寿命。

1 彭龑、李晓寒、何华平.驱动白光LED技术综述［J］.中国照明电器，2010（09）