第十一屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA2014)正在中國廣州廣交會威斯汀酒店進行中。

高功率的氮化鎵(GaN)基發光二極管(LED)因其應用廣泛而吸引了業內相當多的關注，在一些需要大功率照明的領域，如汽車照明、室內、室外以及路燈等方面都已經有高功率LED的滲透。

究其原因，仍然是由于高功率LED的光效高、壽命長且節能。然而，為了滿足高功率密度照明的要求，LED需要以高輸入電流驅動以獲得高的輸出功率。由此，也會造成大量熱量聚集。但氮化鎵LED使用藍寶石襯底其導熱性較差(約35 W / mK)，較差的導熱性將導致LED光效水平降低，因此熱管理也是氮化鎵LED最需要解決的問題之一。

在11月6日下午舉行的P203可靠性與熱管理技術分會上，來自臺灣大葉大學的武東星教授發表了題為《兩種有效解決大功率LED熱管理的封裝結構》的報告。

臺灣大葉大學 武東星教授

武東星表示，隨著固態照明演進至此，以LED 取代傳統白熾燈泡的瓶頸主要仍在光效率的提升和有效的散熱管理等方面，此次武東星提出了兩種解決高功率LED芯片的構裝方法來有效的進行熱管理與降低熱阻，分別是可應用于傳統藍寶石基板的LED芯片上之掩埋式銅光杯(Embedded Copper Cup)封裝結構;以及可應用于硅基板氮化鎵薄膜型LED芯片之薄膜封裝技術(Thin Fim Packaging)。

其中，銅光杯封裝結構主要是利用自我對準以及復合物金屬電鍍技術，加上反射光杯的鍍膜，研制出高散熱以及高取光的LED封裝結構。

武東星表示，目前其研究方向仍然集中于針對銅光杯的結構進行優化，進行LED的銅光杯封裝研究，在多芯片 LED的實驗結果顯示，光輸出功率有良好的表現。從5x5的芯片陣列封裝可顯示，經由掩埋式銅光杯的封裝結構，其熱阻可有效地由1.3 K/W減低至0.6K/W。

另一種薄膜式封裝則是利用雷射剝離技術(laser liftoff)，將LED外延薄膜鑒合黏貼在穿孔(TSV)硅基板之上，本報告中使用高透光的ITO膜取代傳統的N 型GaN電極，重新設計了一種低遮光的N 型GaN電極結構，可避免電流集中效應，在大電流注入下可改善droop效應，并可有效的降低芯片表面溫度;創新的薄膜 LED設計，可以大幅降低45 mil的芯片熱阻至1.65 K/W，并且可在4.6 A的高電流注入下操作，實現在小面積內達到高功率輸出，且均勻又準直的投射光源，非常適合應用于特殊場域。