征服LED之不得不看的重要概念(二)

　　由镓（Ga）和氮（N）构成的化合物半导体。带隙为3.45eV（用光的波长表示相当于约365nm），比硅（Si）要宽3倍。利用该特性，GaN主要应用于光元件。通过混合铟（In）和铝（Al）调整带隙，所获得的led和蓝紫色半导体激光器等发光元件已经实用化。

　　GaN由于带隙较宽，可产生蓝色和绿色等波长较短的光。蓝色LED和蓝紫色半导体激光器，采用了在GaN中添加In形成的InGaN。除了带隙较宽以外，GaN还具有绝缘破坏电场高、电场饱和速度快、导热率高等半导体材料的优异特性。另外，采用HEMT（High ELectron Mobility Transistor）构造的GaN类半导体元件，其载流子迁移率较高，适合用作高频元件。原因是会产生名为“二维电子气体层”的电子高速流动领域。而且，由于绝缘破坏电场要比Si和GaAs大，耐压较高，可施加更高的电压。因此，在手机基站等高频功率放大器电路中采用GaN类HEMT的话，能够提高电力附加效率，降低耗电。

　　最近，GaN作为逆变器及变压器等电力转换器使用的功率元件也极受期待。原因是与Si功率元件相比，GaN类功率元件可大幅降低电力损失。由于绝缘破坏电场较高，能够通过减薄元件降低导通电阻，从而降低导通损失。

　　GaN类功率元件还有助于实现电力转换器的小型化。原因是与Si功率元件相比，GaN类功率元件能够以高开关频率工作，可缩小周边部件的尺寸。另外，由于导热率高，还可缩小冷却机构。鉴于上述优点，从事服务器、混合动力车和电动汽车以及白色家电业务的厂商等非常关注GaN类功率元件。据悉，2011年GaN类功率元件将有望配备于服务器电源。

　倒装芯片安装（flip-chip bonding）

　　在底板上直接安装芯片的方法之一。连接芯片表面和底板时，并不是像引线键合一样那样利用引线连接，而是利用阵列状排列的，名为焊点的突起状端子进行连接。与引线键合相比，可减小安装面积。另外，由于布线较短，还具有电特性优异的特点。主要用于对小型和薄型具有较高要求的便携产品电路以及重视电特性的高频电路等。另外为了将芯片发出的热量容易地传递到底板上，需要解决发热问题的LED也有采用这种安装技术的。

　　将LED芯片收纳于封装中时如果采用倒装芯片技术，发光层（发热源）距离封装一侧就较近。因此，容易将LED芯片的热量散发到封装侧。

　　另外，采用倒装芯片安装方法安装LED芯片的话，发光层的光射出外部时不会受到电极的遮蔽。尤其是采用蓝宝石底板的蓝色LED等只在LED芯片一面设置电极的产品，其效果更为明显。通过倒装芯片安装的LED的发光效率，与采用引线键合的安装相比，可提高数十％。

　　用于LSI时可削减芯片面积

　　倒装芯片安装多用于LSI。原因是由于芯片整体拥有输入输出（I/O）端子，由此可缩小芯片面积。以前，采用通常使用的引线键合方法时，I/O端子在芯片周围，为了备齐所需的I/O数量，必须扩大芯片面积。倒装芯片安装方法无需引线的布线空间，所以可缩小封装。另外还能降低电源噪声，布线电感以及由电阻引起的电力损失。

 
采用倒装芯片提高光提取效率

　　通过将位于发光层下部的蓝宝石底板设置在上部，提高了光提取效率。

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