[发明专利]倒装封装的GaN基LED芯片温度实时监测方法

说明书

本发明提供一种倒装封装的GaN基LED芯片温度实时监测方法，包括：制备倒装封装的GaN基LED器件；积分球透射法测试蓝宝石基片红外透射率；红外相机间接表征YAG:Cesupgt;3+/supgt;荧光胶的红外透射状态；积分球反射计法测试GaN基LED芯片的红外发射率；特定光谱波长的锑化铟红外透射法和瞬态热阻法分别测试GaN基LED芯片温度，验证锑化铟红外透射法的测温准确性；GaN基LED器件接入老化电路，特定光谱波长的锑化铟红外透射法实时监测GaN基LED芯片温度。本发明验证了特定波长红外光在蓝宝石基片和YAG:Cesupgt;3+/supgt;荧光胶的透射性，解决现有技术无法实时监测倒装封装的GaN基LED芯片温度的问题。

技术领域

本发明涉及LED半导体领域的检测技术领域，特别涉及一种倒装封装的GaN基LED芯片温度实时监测方法。

背景技术

GaN基LED发光二极管因其小体积、长寿命、耐冲击、低功耗等优势而在航天产品中得到广泛应用。GaN基LED芯片一般在蓝宝石基片上生长，由于蓝宝石不导电，因此GaN基LED发光二极管主要采用倒装封装的形式，GaN基LED芯片产生的可见光依次通过蓝宝石基片和荧光胶后才能显示。LED芯片发光过程中，非复合辐射将产生大量热量，导致LED器件内部温度显著提高，因而实时监测LED器件的芯片温度成为重要研究内容。目前主要采用热电偶法、瞬态热阻法、红外热成像法等来监测LED芯片温度：

(1)对于传统封装的LED芯片，热电偶法可通过与LED芯片直接接触，来获得LED芯片温度。然而，倒装封装的GaN基LED芯片上侧是蓝宝石基片和荧光胶，下侧是焊点和基板，热电偶与GaN基LED芯片直接接触前必须破坏这些结构；此外，LED芯片产生的光可能被热电偶所吸收并使热电偶温度升高，因而热电偶测得的芯片温度会显著高于芯片自身温度。

(2)相比于热电偶法，瞬态热阻法是一种无损检测方法，通过LED器件的温度敏感参数来获得LED芯片温度；然而，瞬态热阻法只能给出LED芯片的平均温度，无法给出LED芯片的温度分布情况。

(3)相比于前两种方法，传统红外热成像法也是种无损检测方法，且可通过非接触的方式获得LED器件的温度分布情况。然而，倒装封装的GaN基LED器件具有多层结构，LED芯片表面的蓝宝石基片和荧光胶可能阻挡红外光的穿透，红外探测器往往只能获得LED器件表面荧光胶的温度分布情况，测得的温度显著低于GaN基LED芯片的温度分布情况。此外，必须获得GaN基LED芯片的红外发射率才能精确计算LED芯片温度。

综上所述，无损红外热成像法有望获得倒装封装的GaN基LED芯片温度分布情况，但是LED芯片表面的蓝宝石基片和荧光胶等结构不仅会对红外光的透射率产生显著影响，也会造成无法精确测试GaN基LED芯片的红外发射率。因此，急需开发一种改进的红外热成像法，确定特定波长的红外光在蓝宝石基片和荧光胶的透射率，并通过无损方法精确测试LED芯片红外发射率，解决传统方法无法实时准确监测倒装封装的GaN基LED芯片温度的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒装封装的GaN基LED芯片温度实时监测方法，以解决现有技术无法实时监测倒装LED芯片温度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种倒装封装的GaN基LED芯片温度实时监测方法，包括如下步骤：

S1、制备倒装封装的GaN基LED器件；

S2、积分球透射法测试蓝宝石基片红外透射率；

S3、红外相机间接表征YAG:Ce³⁺荧光胶的红外透射状态；

S4、积分球反射计法测试GaN基LED芯片的红外发射率；

S5、使用特定光谱波长的锑化铟红外透射法和瞬态热阻法，分别测试GaN基LED芯片温度，以验证锑化铟红外透射法的测温准确性；