Технология и характеристики мощных ультрафиолетовых светодиодных сборок "чип-на-плате"

• Автор: Виноградова, Ксения Анатольевна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Глава 1. Методы проводимых исследований

1.1. Подбор основных материалов и структур для светодиодных сборок типа «чип-на-плате» для УФ-А диапазона

1.2. Методы экспериментальных исследований

1.2.1. Спектрофотометрия на пропускание

1.2.2. Спектрофотометрия на отражение

1.2.3. Компьютерная обработка результатов измерений

1.2.4. Визуализация объектов измерений

1.2.5. Фотометрические и электрические измерения

1.2.6. Методика определения деградации характеристик устройств

Глава 2. Разработка конструкции мощных ультрафиолетовых светодиодных сборок «чип на плате»

2.1. Конструкция мощных УФ светодиодных сборок «чип на плате»

2.2. Особенности конструктивных элементов мощных УФ светодиодных сборок
2.2.1. Структура корпуса
2.2.2. Свойства оптического полимера
2.2.3. Диаграмма направленности излучения
2.2.4. Модульность конструкции корпуса
2.2.5. Монтаж электрических выводов
2.3. Влияние количества и расположения чипов в корпусе на мощность излучения мощных УФ сборок и скорость деградации свойств устройств
2.3.1. Влияние количества и расположения чипов в корпусе на мощность излучения мощных УФ сборок

2.3.2. Влияние количества и расположения чипов в корпусе на скорость деградации оптических, электрических и электрооптических свойств устройств
2.4. Влияние условий эксплуатации на оптические свойства конструктивных элементов мощных УФ светодиодных сборок
2.4.1. Влияние дозы УФ облучения на пропускательную способность оптического полимера
2.4.2. Влияние дозы УФ облучения на отражательную способность покрытия корпуса
Глава 3. Разработка технологии мощных УФ светодиодных сборок «чип на плате»
3.1. Основные технологические операции при изготовлении УФ-светодиодов
3.2. Основные технологические операции при изготовлении УФ светодиодных сборок «чип на плате»
Глава 4. Характеристики разработанных мощных ультрафиолетовых светодиодных сборок
4.1. Параметры УФ светодиодных сборок «чип на плате»
4.1.1. Характеристики опытных образцов УФ светодиодных сборок «чип на плате» (СОВ) разных серий
4.1.2. Образцы с УФ-А-СОВ наибольшей мощности излучения
4.2. Температурные режимы УФ светодиодных сборок «чип на плате»
4.2.1. Измерение температуры в светодиодном модуле с помощью инфракрасной камеры
4.2.2. Распределение температуры по краям подложки
4.2.3. Распределение температуры на поверхности чипов
4.2.4. Измерение скорости нагрева чипов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные публикации по теме диссертации
Список литературы
Светодиодные излучатели ультрафиолетового (УФ) диапазона, выполненные на структурах нитридных полупроводников, потенциально способны полностью вытеснить традиционные источники мощного ультрафиолетового излучения — газоразрядные ртутные лампы, которые более полувека обеспечивали все применения УФ излучения в техники и медицине [1, 2]. В ряде случае светодиодные излучатели уже успешно работают во всех поддиапазонах УФ излучения: УФ-А (380-315 нм), УФ-В (315-280 нм) и УФ-С (280-100 нм) (разделение УФ излучения на поддиапазоны приведено в [3-5]. Основные области применения УФ светодиодов с указанием материалов активного слоя структур, длин волн и оптической мощности схематично представлены на рис. 1.
Решающим фактором в конкуренции с ртутными лампами являются

АІ^аМ АЬ.баМ АІо.баМ

lnolGaN

длина волны,

УФ-А
Рис. 1. Области применения УФ светодиодов. Из работы [6].

Рис. 22. Керамические подложки для светодиодных сборок
финишного покрытия.
Проволочная микросварка — это процесс диффузии двух материалов: материала проволоки и материала поверхности корпуса светодиода. Качество микросварки улучшается при применении нагрева, приложения усилия и ультразвука. Глубина диффузионного слоя зависит от продолжительности сварки. Различают методы проволочной микросварки: ультразвуковой метод (при этом для получения сварного соединения используется ультразвуковое воздействие с одновременным приложением усилия), термозвуковой (ультразвук + усилие + нагрев) и термокомпрессионный (усилие + нагрев).
Существует два типа ультразвуковой микросварки: шариковая и клиновая микросварки. Отличие заключается в форме концов проволоки: в первом случае эта форма «шарик-клин», во втором — «клин-клин» [70].
Стабильность процесса ультразвуковой микросварки оценивалась по параметрам: сила давления (сила прижимания проволоки к поверхности), процент мощности ультразвука и время соприкосновения капилляра с