省级科技咨询单位查新报告

项目名称： JH-1W功率半导体照明器件研制   
委 托 人：**   
委托日期：2006年 1 月 18 日   
查新机构（盖章）：**市科技信息研究所   
查新完成日期：2006年 1 月 26 日 
**  省  科  学  技  术  厅
查新项目 中文： JH-1W功率半导体照明器件研制   
名    称 英文：无   
 名    称 **市科技信息研究所   
 通信地址 **市文化西路82号 邮政编码 250001   
查新机构 负 责 人 高鹏霄 电  话 (此处可能涉及隐私号码/数字) 传  真 (此处可能涉及隐私号码/数字)   
 联 系 人 于翠敏 电  话 (此处可能涉及隐私号码/数字)   
 电子信箱 jnsti@jn.gov.cn   
一、查新目的
  **市科技计划立项   
二、查新项目的科学技术要点
研制可替代普通照明产品的功率半导体照明产品，达到节能降耗的目的。
采用大工作电流的功率型LED芯片，低热阻、散热良好及低应力的新的封装结构，解决功率半导体照明器件的散热难题。采用不同于普通LED封装技术的全新封装工艺、材料及设备。
功率半导体照明器件能耗约为白炽灯的1/10，寿命却可以提高100倍。
计划年生产能力200万支。   
三、查新点与查新要求
1． 散热技术的创新：在芯片下部加铜或铝制热沉、采用半封装结构、二次散热结构、填充透明度高的柔性硅改性环氧材料。
2． 高效率出光：功率型芯片的倒装封装及大规模生产技术。
3． 透镜技术的创新：反光装置、高分子有机材料、透光率95％。                                 
四、文献检索范围及检索策略
国内部分：

中国科技成果数据库               数据年限：1985年—2005年8月
中国科技成果交易信息数据库  　   数据年限：1984年—2001年
**省科技成果数据库　　         数据年限：1986年—2003年
**省科技查新数据库        　   数据年限：1986年—2005年11月
中国科技经济新闻数据库           数据年限：1990年—2005年11月
中国专利数据库                   数据年限：1985年9月—2005年9月
中文期刊数据库                   数据年限：1989年—2005年11月
中国学术会议论文数据库           数据年限：1979年—2005年9月
中国学位论文数据库               数据年限：1977年—2005年6月
中国科技文献数据库               数据年限：1999年
 
检索策略：
1. 半导体照明  2. 功率型LED  3. 散热  4. 倒装  5.封装  6. 透镜    
7. 反光　8.反射　9.高分子有机材料  10. 透光率
(1+2)*(3+4+5+6+7+8＋9＋10)   
五、检索结果
密切相关文献 2 篇：
No.1新闻标题： 提高取光效率 降低热阻功率型LED封装技术面对挑战
刊名： 中国电子报 出版日期： 2004-04-09
作者： 李小红 柴储芬 彭万华
关键词： 取光效率 热阻 功率型 LED封装技术 LED芯片
对于大工作电流的功率型LED芯片，低热阻、散热良好及低应力的新的封装结构是功率型LED器件的技术关键。可采用低阻率、高导热性能的材料粘结芯片；在芯片下部加铜或铝质热沉，并采用半包封结构，加速散热；甚至设计二次散热装置，来降低器件的热阻。在器件的内部，填充透明度高的柔性硅橡胶，在硅橡胶承受的温度范围内(一般为-40℃～200℃)，胶体不会因温度骤然变化而导致器件开路，也不会出现变黄现象。

No.2题名： 大功率照明级LED之封装
机构： 量子光电子有限公司
刊名： 照明（北京） 年： 2004 期： 5 作者： 刘镇
关键词： 大功率照明级LED器件 封装技术 散热结构 物理特性 半导体照明器件
文摘： 大功率LED器件必将取代小功率LED器件成为半导体照明主流的器件，而解决随之出现的高效散热问题及高输出光率问题将是大功率LED器件研发的重点。文章结合实际操作和工艺要求，着重阐述了现阶段解决大功率LED封装问题的方法。
1.硅底板倒装法
首先制备出适合共晶焊接电极的大尺寸LED芯片(Flip Chip LED)，同时制备出相应尺寸的硅底板，在其上制作出供共晶焊接的金导电层并引出导电层(超声金丝球焊点)。然后，利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与硅底板焊接在一起。这样的结构较为合理，即考虑了出光问题又考虑到了散热问题，这是目前主流的High Outputwer Chip LED生产方式。
2.陶瓷底板倒装法
先利用LED晶片厂通用设备制备出适合共晶焊接电极结构的大出光面积的LED芯片和相应的陶瓷底板，并在其上制作出共晶焊接导电层及引出导电层。然后利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与陶瓷底板焊接在一起。这样的结构既考虑了出光问题也考虑了散热问题，而且所采用的陶瓷底板为高导热陶瓷板，散热的效果非常理想，价格又相对较低所以为目前较为适宜的底板材料，并为将来的集成电路化一体封装伺服电路预留下了安装空间。
3. 热沉散热
我们经过两年的实验对比发现的最佳做法是：连接芯片部分采用铜基或银基热沉，再将该热沉连接在铝基散热器上。这是一个阶梯型导热结构，利用铜或银的高导热率将芯片产生的热量高效传递到铝基散热器上，再通过铝基散热器将热量散出(通过风冷或热传导的方式)。
这种做法的优点是：充分考虑散热材料的性能价格比，将不同特点的散热材料结合在一起，做到高效散热，成本控制合理化。
4.反射层
通过芯片的倒装技术(FLIP CHIP)可以比传统的LED芯片封装技术得到更多的有效出光。但是，如果不在芯片发光层的电极下方增加反射层来反射出浪费的光能则会造成约8％的光损失，所以底板材料上必须增加反射层。芯片侧面的光也必须利用热沉的镜面加工法加以反射，增加器件的出光率。而且在倒装芯片的蓝宝石衬底部分(Sapphire)与环氧树脂导光结合面上应加上一层硅胶材料以提高芯片出光的折射率。

相关文献 5 篇：
No.1新闻标题： 中国科学院半导体所取得国家半导体照明工程综合评比第一名
刊名： 科学时报 出版日期： 2004-12-20 作者： 刘力
半导体所中科镓英半导体有限公司、北京大学承担了“功率型高亮度发光二极管及封装产业化关键技术”课题。经过不懈努力和攻关，关键技术取得了突破性进展：大芯片倒装结构氮化镓（ＧａＮ）蓝光ＬＥＤ测试结果：正向电流３５０毫安，电压３．６～３．８伏，光功率１１９．８８毫瓦，峰值波长４６０纳米；大芯片倒装结构氮化镓（ＧａＮ）白光ＬＥＤ测试结果：正向电流３５０毫安，电压３．６～３．８伏，光功率７９．５１毫瓦，光通量２５．６６流明／瓦，光效１９．２９流明／瓦。

No.2新闻标题： 半导体厂商:行动与期待(之二)
刊名： 中国电子报 出版日期： 2005-01-07 作者： 任爱青
新闻正文：大唐微电子技术有限公司总经理赵纶：通过引进合作，消化创新，我们在凸块倒装技术上有了非常大的突破，并已具备了量产能力，而且申请了多项国际性专利技术。

No.3新闻标题： 中国电子科技集团公司第13研究所大功率LED取得新进展
刊名： 中国电子报 出版日期： 2004-03-19 作者： 张万生
关键词： 中国电子科技集团公司 功率 LED 半导体 专用照明 固体光源
新闻正文：13所最近在功率型LED新品开发方面又取得了较大的进展。2003年13所研制成谐振腔结构的大功率红外LED取代了沿用已久的老产品，受到了用户的好评。同时，他们还利用倒装结构的单芯片完成了F002型可见光功率LED光源封装产品设计定型，并通过了企业标准的考核。　　

No.4新闻标题： 江西联创光电科技股份有限公司：打造LED完整产业链
刊名： 中国电子报 出版日期： 2004-03-19 作者： 蒋国忠
关键词： 江西联创光电科技股份有限公司 外延 芯片 封装
在大功率蓝光LED芯片研制方面，已着手进行大尺寸/大功率蓝光LED芯片的电极图形、新型倒装芯片结构设计及大功率芯片关键制备工艺技术研究工作，取得了较大的进展；在大功率LED器件封装技术方面，已进行大功率器件的倒封装工艺技术研究。

No.5新闻标题： 材料厂商：3C市场纷纷出招
刊名： 中国电子报  出版日期： 2005-08-12
TC-5022导热硅脂主要作为倒装芯片微处理器封装和组件散热片之间的导热路径，客户测试结果显示此产品较市场上其他任何导热脂都高出10%至15%的导热效能。

   
六、查新结论

依照用户的委托及国家科技部、**省科技厅关于科技查新咨询工作的有关文件规定，在现有的检索领域内共检索出密切相关文献 2 篇，相关文献5 篇。经分析对比，结论如下：
经国内检索发现功率半导体照明器件的研制已有报道（见密切相关文献 2 篇，相关文献5 篇），密切相关文献1在芯片下部加铜或铝质热沉，并采用半包封结构，加速散热；甚至设计二次散热装置，来降低器件的热阻。在器件的内部，填充透明度高的柔性硅橡胶。密切相关文献 2硅底板倒装法、陶瓷底板倒装法既考虑了出光问题也考虑了散热问题；连接芯片部分采用铜基或银基热沉，再将该热沉连接在铝基散热器上。这是一个阶梯型导热结构，利用铜或银的高导热率将芯片产生的热量高效传递到铝基散热器上，再通过铝基散热器将热量散出；在底板材料、芯片侧面加反射层，在倒装芯片的蓝宝石衬底部分(Sapphire)与环氧树脂导光结合面上加上一层硅胶材料以提高芯片出光的折射率。相关文献1～4均为功率型芯片的倒装封装研制的文献报道。相关文献5利用TC-5022导热硅脂作为倒装芯片微处理器封装和组件散热片之间的导热路径，较市场上其他任何导热脂都高出10%至15%的导热效能。
综上所述：在研制功率半导体照明器件中已见有在芯片下部加铜或铝制热沉、采用半封装结构、二次散热结构、填充透明度高的柔性硅改性环氧材料、功率型芯片的倒装封装及反光装置的技术报道：未见有关于大规模生产技术、高分子有机材料、透光率95％的相关文献报道。

查新员（签字）：张宇称            查新员职称：副研究员
审核员（签字）：                  审核员职称：研究员

（科技查新专用章）
                                            2006年 1 月 26 日   
-*七、查新员、审核员声明

1、报告中陈述的事实是真实和准确的。
2、我们按照科技查新规范进行查新、文献分析和审核，并做出上述查新结论。
3、我们获取的报酬与本报告中的分析、意见和结论无关，也与本报告的使用无关。

查新员（签字）：张宇称           审核员（签字）：

          2006年 1 月 26 日                 2006年 1 月 26 日   
八、附件清单
        
九、备注