散热技术制高点：无封装LED将现身

散热技术制高点：无封装LED将现身

     多家厂商开发高散热性硅基氮化镓

     除了从系统角度强化散热性能外，随着LED照明的应用普及，对于散热基板的要求日趋严苛，LED基板材料及技术在近年的开发也有所进展，目前最新的趋势是对于硅基氮化镓(GaN-on-Silicon)的研发。基本上，由于蓝宝石基板面临技术瓶颈，LED厂商正积极寻找新的基板材料，而硅基氮化镓可减少热膨胀差异系数，不仅能强化 LED发光强度，更可以大幅降低制造成本、提高散热表现，因此成为了业界争相发展的新技术。

普瑞光电(Bridgelux)与东芝(Toshiba)合作开发8英寸硅基氮化镓LED

     例如普瑞光电(Bridgelux)与东芝(Toshiba)合作开发出硅基氮化镓白光LED，并在去年十月在日本加贺市(Kaga)的8英寸晶圆厂实现量产。东芝与普瑞光电是自2012年1月起开始合作，结合普瑞的长晶和LED芯片结构，以及东芝先进的硅制造工艺，双方成功开发出最大光输出达到614毫瓦的LED芯片，尺寸仅1.1平方毫米，最大光输出量达到614毫瓦。东芝企业副总裁暨半导体和储存产品子公司执行副总裁Makoto Hideshima表示，在东芝与普瑞光电的紧密合作下，8英寸硅基氮化镓LED已达到最佳效能。

     此外，中国大陆厂商晶能光电(江西)有限公司也已量产硅基氮化镓LED芯片，其操作电流为350毫安，发光效率已达每瓦120流明，主要锁定室内外和便携式照明应用，并已有二十多家客户开始导入设计，该公司将于今年由6英寸晶圆导入8英寸晶圆制造。另据悉，欧司朗光电半导体、飞利浦照明、韩国三星集团等都已积极投入到硅基氮化镓LED的开发生产中。

    无封装LED降低封装热阻

    值得一提的是，台积电旗下的子公司台积固态照明公司继量产硅基氮化镓LED之后，已宣布将于今年下半年量产无需封装的LED光源，这将是LED光源技术的一大进步。

    为了提升高功率LED的散热性能，一般来讲，高功率LED供货商必须通过选用低热阻基板和降低封装热阻来达到散热目标，而台积固态照明利用高散热性硅基板量产的中高功率LED，采取不打线COB封装技术，可减少封装热阻。

     台积固态照明总经理谭昌琳表示，未来将通过省去封装的制造工艺，解决降低封装热阻的技术难题，另外，少了封装体的LED晶粒可直接整合到散热模块，在制造工艺简化的情况下，整体成本将可明显下滑，有望挑战1000流明/美元的目标。

     除台积固态照明之外，LED大厂科锐目前也积极投入到无需封装LED光源的开发中。在LED照明应用市场上，产品价格将是厂商在市场胜出的关键所在，而无需封装也就省下了LED光源封装工艺环节的成本(预估将为客户减少15%成本)，因此相较于传统LED光源，价格将更具竞争力，预计无需封装LED的量产将为LED照明应用产生巨大的影响。

     整体而言，为了取代传统照明灯具，LED照明产品在价格上势必要贴近大众的需求，因此未来在散热技术的发展上，可以预期的是以较低成本的新技术来取代现有的散热架构，而非一味地追求高性能的散热技术，具有低成本、高可靠性的导热复合材料将是未来发展的主要趋势之一。不过，最基本的要素还是需要不断促进LED组件的效率以及每美元流明量(lm/$)的提升，这才是LED照明发展的主要目标。