白光发光二极管制作技术：由芯片至封装

　　本书由中国台湾、香港地区以及日本等众多研发专家撰写，内容丰富、通俗易懂，涵盖发光二极管沉积与金属电极制作技术、封装材料(含荧光粉、胶材与散热衬底)及应用白光LED等相关知识。主要内容包括氮化物发光二极管沉积制作技术、高亮度AlGaInP四元化合物发光二极管沉积制作技术、发光二极管电极制作技术、紫外光及蓝光发光二极管激发的荧光粉介绍、氮及氮氧化物荧光粉制作技术、发光二极管封装材料介绍及趋势探讨、发光二极管封装衬底及散热技术、白光发光二极管封装与应用、高功率发光二极管封装技术及应用。
　　本书可供LED工程技术人员、大学高年级学生、LED制造与照明设计的相关人员阅读使用。

第1章  氮化物发光二极管沉积制作技术
  1.1  引言
  1.2  MOCVD的化学反应
  1.3  衬底
    1.3.1  蓝宝石(Al2O3)
    1.3.2  6H-碳化硅(SiC)
    1.3.3  硅衬底(Si)
    1.3.4  其他衬底
  1.4  GaN材料
  1.5  P型GaN材料
  1.6  氮化铟镓/氮化镓(InGaN/GaN)材料
  参考文献
第2章  高亮度AlGaInP四元化合物发光二极管沉积制作技术
  2.1  引言
  2.2  化合物半导体材料系统
  2.3  AlGaInP的外延生长
    2.3.1  原料的选择
    2.3.2  AlGaInP的MOCVD外延生长条件
    2.3.3  AlGaInP系列 LED外延生长中的N型和P型掺杂
  参考文献
第3章  发光二极管电极制作技术
  3.1  引言
  3.2  LED芯片制程说明
    3.2.1  常用制程技术简介
    3.2.2  芯片前段制程
    3.2.3  芯片后段制程
    3.2.4  芯片检验方法
  3.3  高功率LED芯片的制备工艺发展趋势
    3.3.1  高功率LED芯片的发展方向
    3.3.2  高功率LED芯片的散热考虑
  参考文献
第4章  紫外线及蓝光发光二极管激发的荧光粉介绍
  4.1  引言
  4.2  荧光材料的组成
  4.3  影响荧光材料发光效率的因素与定律
    4.3.1  主体晶格效应
    4.3.2  浓度淬灭效应
    4.3.3  热淬灭
    4.3.4  斯托克斯位移与卡萨定律
    4.3.5  法兰克-康顿原理
    4.3.6  能量传递
  4.4  荧光粉种类概述
    4.4.1  铝酸盐系列荧光粉
    4.4.2  硅酸盐系列荧光粉
    4.4.3  磷酸盐系列荧光粉
    4.4.4  含硫系列荧光粉
    4.4.5  其他LED用的荧光粉
  参考文献
第5章  氮及氮氧化物荧光粉制作技术
  5.1  引言
  5.2  氮化物的分类和结晶化学
    5.2.1  氮化物的分类
    5.2.2  氮化物的结晶化学
  5.3  氮氧化物/氮化物荧光粉的晶体结构和发光特性
    5.3.1  氮氧化物蓝色荧光粉
    5.3.2  氮氧化物绿色荧光粉
    5.3.3  氮氧化物黄色荧光粉
    5.3.4  氮化物红色荧光粉
  5.4  氮氧化物/氮化物荧光粉的合成
    5.4.1  高压氮气热烧结法
    5.4.2  气体还原氮化法
    5.4.3  碳热还原氮化法
    5.4.4  其他方法
  5.5  氮氧化物/氮化物荧光粉在白光LED中的应用
    5.5.1  蓝色LED  -赛隆黄色荧光粉
    5.5.2  蓝色LED 绿色荧光粉 红色荧光粉
    5.5.3  近紫外LED 蓝色荧光粉 绿色荧光粉 红色荧光粉
  参考文献
第6章  发光二极管封装材料介绍及趋势探讨
  6.1  引言
  6.2  LED封装方式介绍
    6.2.1  灌注式封装
    6.2.2  低压移送成型封装
    6.2.3  其他封装方式
  6.3  环氧树脂封装材料介绍
    6.3.1  液态封装材料
    6.3.2  固体环氧树脂封装材料介绍
  6.4  环氧树脂封装材料特性说明
  6.5  环氧树脂紫外线老化问题
  6.6  硅胶封装材料
  6.7  LED用封装材料发展趋势
  6.8  环氧树脂封装材料紫外线老化改善
  6.9  封装材料散热设计
  6.10  无铅焊锡封装材料耐热性要求
  6.11  高折射率封装材料
  6.12  硅胶封装材料发展
  参考文献
第7章  发光二极管封装衬底及散热技术
  7.1  引言
  7.2  LED封装的热管理挑战
  7.3  常见LED封装衬底材料
    7.3.1  印刷电路衬底
    7.3.2  金属芯印刷电路衬底
    7.3.3  陶瓷衬底
    7.3.4  直接铜键合衬底
  7.4  先进LED复合衬底材料
  7.5  LED散热技术
    7.5.1  散热片
    7.5.2  热管
    7.5.3  平板热管
    7.5.4  回路热管
  参考文献
第8章  白光发光二极管封装与应用
  8.1  白光LED的应用前景
    8.1.1  特殊场所的应用
    8.1.2  交通工具中应用
    8.1.3  公共场所照明
    8.1.4  家庭用灯
  8.2  白光LED的挑战
    8.2.1  白光LED效率的提高
    8.2.2  高显色指数的白光
    8.2.3  大功率白光LED的散热解决方案
    8.2.4  光学设计
    8.2.5  电学设计
  8.3  白光LED的光学和散热设计的解决方案
    8.3.1  LED封装的光学设计
    8.3.2  散热的解决
    8.3.3  硅胶材料对于光学设计和热管理的重要性
  8.4  白光LED的封装流程及封装形式
    8.4.1  直插式小功率草帽型白光LED的封装流程
    8.4.2  功率型白光LED的封装流程
  8.5  白光LED封装类型
    8.5.1  引脚式封装
    8.5.2  数码管式的封装
    8.5.3  表面贴装封装
    8.5.4  功率型封装
  8.6  超大功率大模组的解决方案
    8.6.1  传统正装芯片实现的模组
    8.6.2  用单电极芯片实现的模组
    8.6.3  用倒装焊接方法实现的模组
    8.6.4  封装合格率的提升
    8.6.5  散热的优势
    8.6.6  封装流程的简化
    8.6.7  长期使用可靠性的提高
  参考文献
第9章  高功率发光二极管封装技术及应用
  9.1  高功率LED封装技术现况及应用
    9.1.1  单颗LED芯片的封装器件产品
    9.1.2  多颗LED芯片封装模组
  9.2  高功率LED光学封装技术探析
    9.2.1  LED的光学设计
    9.2.2  白光LED的色彩封装技术
    9.2.3  LED用透明封装材料现况
    9.2.4  LED用透明封装材料发展趋势
  9.3  高功率LED散热封装技术探析
    9.3.1  LED整体散热能力的评估
    9.3.2  散热设计
参考文献

　　本书由中国台湾、香港地区以及日本等众多研发专家撰写，内容丰富、通俗易懂，涵盖发光二极管沉积与金属电极制作技术、封装材料(含荧光粉、胶材与散热衬底)及应用白光LED等相关知识。主要内容包括氮化物发光二极管沉积制作技术、高亮度AlGaInP四元化合物发光二极管沉积制作技术、发光二极管电极制作技术、紫外光及蓝光发光二极管激发的荧光粉介绍、氮及氮氧化物荧光粉制作技术、发光二极管封装材料介绍及趋势探讨、发光二极管封装衬底及散热技术、白光发光二极管封装与应用、高功率发光二极管封装技术及应用。
　　本书可供LED工程技术人员、大学高年级学生、LED制造与照明设计的相关人员阅读使用。

　　LED从工艺上可分为上、中、下游与应用四个层面，上游为单晶片与外延片的制造，中游为管芯，下游则为LED产品的封装，*后的应用层面则是将LED产品运用于显示、指示灯、照明等产品上。台湾地区从业者*初由LED下游封装起家，逐步发展至中游的管芯，近几年更切入上游外延片的制造。台湾目前已成为全球可见光LED下游封装产品**供应中心，高亮度LED也已进入世界排名，全球竞争力大幅提升。台湾的白光LED制作的相关经验很值得借鉴。
　　《白光发光二极管制作技术》由中国台湾地区、香港地区及日本的十余位研发专家亲自撰写，内容涵盖了白光LED制备的上中下游全产业链，由外延片制作技术、封装材料(含萤光粉、胶材与散热基材)及封装工艺，直至应用方面均进行了详细的介绍，可使读者得以窥见白光LED制作技术与应用之全貌。
　　《白光发光二极管制作技术》理论较浅、工程性强、操作指导性强，涵盖范围广，可以为初学者提供系统的学习，也可以为已经深入研究LED的某部分的人学习其他部分提供参考，亦可以为各种需要了解LED知识的人提供参考。

　　Haitz等人于20世纪末提出半导体将在照明领域完成继电子学之后的又一次革命，即半导体照明革命。
　　发光二极管的发明者Holonyak 在2000年以"发光二极管是灯的终形式吗？"为题发表文章，在作了详细的理论分析后，得出的结论是"原则上发光二极管是灯的终形式，实际上也是如此，它的发展确实能够将所有功率和颜色都实现，了解这一点极为重要"。目前所有颜色的高亮度发光二极管都能生产，白光发光二极管的发光效率提高了二十多倍，实验室水平达到276 lm/W，生产的水平达到200 lm/W。实现半导体照明革命可以节省电费1000亿美元，节省相应的照明灯具1000亿美元，还可免去超过125GW的发电容量，节省开支500亿美元，合计节省2500亿美元，并可减少二氧化碳、二氧化硫等污染废气排放3.5亿吨。
　　我国自2003年启动国家半导体照明工程以来，经过十年的努力，年产值已达2576亿元，初具规模并形成了完整的产业链。涌现了一批年销量近亿元的企业和数家近10亿元的企业，涉及半导体照明的上市公司已有70余家。MOCVD关键生产设备已有1090台，芯片国产化率达75%，封装技术接近国际水平，照明等应用技术具有一定优势。全系列LED取代灯进入国内外市场，灯具发光效率达80~120 lm/W。我国已成为全球LED封装和应用产品重要的生产和出口基地。
　　未来的五年，半导体照明产品将开始进入商用市场的成熟期和家用市场的黄金期，LED照明产品的市场渗透率有望超过85%。
　　发光二极管研发和生产都需要技术的引领，广大技术人员迫切需要了解和加深学习专业知识。中国台湾地区的LED产业无论是在研发还是生产方面，
　　都积累了许多先进的宝贵经验。我们感谢化学工业出版社组织出版本书，将中国台湾地区的成功经验介绍给广大工程技术人员。这对促进海峡两岸携手合作，推动这项节能环保的新兴科技和产业，对世界人类作出贡献，做了一件大好事。
　　本书由中国台湾、香港地区以及日本的众多研发专家合力撰写，包括外延技术、芯片制造、封装材料、封装技术及白光LED应用等相关内容。比较已出版的同类书籍，本书对荧光粉、胶材、衬底材料以及散热技术的论述尤为深入，相信从事半导体照明研发和生产的技术人员均可从中得到教益。
　　复旦大学
　　方志烈