大功率 LED 封装及热管理技术

成果的背景及主要用途： 对于大功率白光 LED(半导体发光二极管），由于其工作电流大和工作电压高， 在其工作过程中会产生很多热量，在现有的封装技术下，不能提供足够的散热能 力来维持极限条件下的可靠运行，大功率 LED 连接成为瓶颈，而解决这一问题 的根本方法在于改善芯片级互连材料的散热能力。 技术原理与工艺流程简介： 采用纳米银焊膏的低温烧结技术，利用其纳米银低熔点的性能，使烧结温度 降低到 280℃，而烧结后银连接具有高熔点（960℃）、高导电和高导热性能，非 常适合高温功率电子器件的长期可靠性运行。 以大功率 1W LED 芯片封装为例，测试表明对于三种热界面材料银浆(silver epoxy)，锡银铜焊膏(solder paste)，和钠米银焊膏（silver paste），由于钠米银焊 膏的高导热性，在大电流下发光效率提高 7~10%，说明散热效率提高，有效地 降低了结温。目前课题组已完成 25W 的 LED 模块封装。 技术水平及专利与获奖情况： 获发明专利“以纳米银焊膏低温烧结封装连接大功率 LED 的方法”，发明专 利 ZL200610014157.5，授权日：2008.11.19。 应用前景分析及效益预测： 此项技术可以用于大功率 LED 芯片的封装，具有广阔的市场前景，进一步 可以推广到大功率半导体激光器的封装中。 应用领域：电子封装 技术转化条件： 本项目组在电子器件的热管理方面也具有丰富的经验，可进行电子封装的热 分析及热管理设计。 合作方式及条件：根据具体情况面议 20 耐高温、耐高湿电子封装材料

天津大学 2021-04-11

具有导向结构的磁性液体密封装置

本实用新型属于机械工程密封技术领域，特别适用于磁性液体密封。 大多数磁性液体密封装置采用强磁铁铷铁硼为磁源，在实际安装中经常发生磁性液体密封装置吸附在设备导磁轴上的情况，密封极靴的极齿宽度很小，大多数在 0.2~0.5mm 之间，因此极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效。 本实用新型所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效，因此，提供一种具有导向结构的磁性液体密封装置。 本实用新型的技术方案：在现有密封结构的基础上，在左端的轴承和极靴之间，安装一个非磁性导向环，并且非磁性导向环与轴的间隙等于极靴的极齿与轴的间隙。这样在安装时，非磁性导向环能保护极齿，密封不致于发生破坏，保证了密封效果。 具有导向结构的磁性液体密封装置包括：套、轴承、导向环、橡胶密封圈、永磁铁、极靴、磁性液体、螺钉、调节垫片、法兰盘。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后依次将轴承、导向环、嵌完橡胶密封圈的极靴和永磁铁安装到套的内凸台右侧，将磁性液体均匀地注入极靴的极齿之间，装入另一极靴，再向此极靴的极齿之间注入磁性液体，装上另一个轴承。最后，安装上调节垫片和法兰盘，用螺钉固定，将以上零件压紧。磁性液体在磁场的作用下吸附在极靴的极齿间隙中，形成可靠密封。 本实用新型的有益效果是，采用导向环的磁性液体密封，泄漏率低于 10-11pal·m3/s，使用寿命长，至少十年，而且装配方法简单。

北京交通大学 2021-02-01

长寿命LED有机硅封装胶

本项目研制了新一代LED封装胶，并建立了新的胶联理论和方法，解决了以往封装胶合成过程中需要金属催化剂而引起的金属残留问题，提高了封装胶材料的性能和寿命，相对于现用的市场上的国外标杆产品，北航自主开发的新一代LED封装胶在耐老化性能、抗黄变性能方面通过了更为苛刻的实验测试，且原材料成本仅为同类产品的1/10。 本项目拥有完全自主知识产权，所研发的含环硅氧烷机硅材料，具有多重可替换的官能团，能够容易地引入苯基、卤族元素或者硫、磷等杂原子,可以提高有机硅封装材料的折射率，进一步提高LED的光输出效率的同时，无需金属催化剂即可交联，无催化剂残留。 产品容易实现工业化，原材料为市场上常用化工原料，来源广泛，货源充足，且生产制备过程中无需复杂昂贵设备，生产过程环境友好，有利于大规模工业化生产。最终产品为液态，容易转移和运输，客户容易操作。

北京航空航天大学 2021-05-09

基于MOFs材料的生物大分子封装

提出一种半胱氨酸增强的仿生封装策略，可快速、高效地将不同表面化学性质的蛋白质和酶封装在MOFs内。这种增强的封装策略灵感来源于生物体内金属巯基蛋白对金属离子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白质形成类似于金属巯基蛋白模型的自组装体可促进金属离子在蛋白质周围富集，加速MOFs的预先成核 。研究发现封装的蛋白质和酶可维持其自然构象，而MOFs保护层对酶的紧密结构限制作用可大大提高酶在极端环境下（e.g. 水解试剂、高温和化学溶剂等）的生物活性。最后，这种仿生的封装策略在生物储存、酶级联催化和生物传感等多方面的应用也得到验证。

中山大学 2021-04-13

芯片封装用抗静电复合材料

ABS 塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS 塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。但是普通ABS塑料容易产生静电，严重限制了ABS塑料在精密材料、计算机材料等领域的应用。研究团队面向半导体工业芯片封装中抗静电需求，制备具有优良导电性能和机械强度的ABS/石墨烯复合抗静电材

厦门大学 2021-01-12

具有导向结构的磁性液体密封装置

本实用新型属于机械工程密封技术领域，特别适用于磁性液体密封。 大多数磁性液体密封装置采用强磁铁铷铁硼为磁源，在实际安装中经常发生磁性液体密封装置吸附在设备导磁轴上的情况，密封极靴的极齿宽度很小，大多数在0.2~0.5 mm之间，因此极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效。 本实用新型所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效，因此，提供一种具有导向结构的磁性液体密封装置。 本实用新型的技术方案：在现有密封结构的基础上，在左端的轴承和极靴之间，安装一个非磁性导向环，并且非磁性导向环与轴的间隙等于极靴的极齿与轴的间隙。这样在安装时，非磁性导向环能保护极齿，密封不致于发生破坏，保证了密封效果。 具有导向结构的磁性液体密封装置包括：套、轴承、导向环、橡胶密封圈、永磁铁、极靴、磁性液体、螺钉、调节垫片、法兰盘。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后依次将轴承、导向环、嵌完橡胶密封圈的极靴和永磁铁安装到套的内凸台右侧，将磁性液体均匀地注入极靴的极齿之间，装入另一极靴，再向此极靴的极齿之间注入磁性液体，装上另一个轴承。最后，安装上调节垫片和法兰盘，用螺钉固定，将以上零件压紧。磁性液体在磁场的作用下吸附在极靴的极齿间隙中，形成可靠密封。本实用新型的有益效果是，采用导向环的磁性液体密封，泄漏率低于10-11pal·m3/s，使用寿命长，至少十年，而且装配方法简单。

北京交通大学 2021-04-13

锡酸锑纳米线复合电子封装材料

简介：本发明公开了一种锡酸锑纳米线复合电子封装材料，属于结构材料技术领域。本发明锡酸锑纳米线复合电子封装材料的质量百分比组成如下：锡酸锑纳米线65‑80％、聚乙烯醇3‑5％、聚苯乙烯3‑5％、丙烯酸‑丙烯酸酯‑磺酸盐共聚物0.05‑0.5％、异丙醇铝3‑6％、聚偏氟乙烯7‑14％、水3‑5％，锡酸锑纳米线的直径为50nm、长度为20‑30μm。本发明提供的锡酸锑纳米线复合电子封装材料具有耐老化及耐腐蚀性能优良、易加工、绝缘性好、热膨胀系数小、导热系数高及制备温度低等特点，在电子封装领域具有良好的应用前景。

安徽工业大学 2021-04-13

粉末试剂全自动高精度定量封装机

粉末产品作为食品、药品、检验试剂的一种重要载体，其定量封装的准确 度和包装效率直接关系到企业产品生产效率及经济效益。传统的手工封装方式 不仅严重影响粉末产品的生产效率，而且在生产过程中不可避免地产生浪费现 象以及大量的人工费用，使企业利润严重缩水。我国现有的粉末产品定量填充 技术存在着技术水平低、产品可靠性差、精度不高等缺点。 本项目开发的粉末试剂产品高精度定量封装机，采用高精度的称重技术以 及伺服控制系统等技术，有效地解决了针对粉状物料的填充精度高、速度快、 稳定性好和灵活性高等技术难题，基本满足食品药品加工等领域企业对产品高 精度的要求，同时能有效地降低工人的劳动强度和劳动成本。

山东大学 2021-04-13

LED新型三基色荧光粉与封装

本项目致力于研发发射光谱涵盖范围广、发光波长可调、转换效率高、温度特性优异、化学性质稳定的LED三基色荧光粉及封装材料，用以制备暖白色、高显色性新型LED光源。该技术可以简化LED封装工艺，避免传统LED封装工艺的固有缺点，如硅胶或树脂老化造成的LED光效下降及荧光粉的光衰等，具有广阔的市场前景。

南京大学 2021-04-14

电子封装用高性能陶瓷电路板

【技术背景】 电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。 【痛点问题】 目前市场上常见的陶瓷基板（主要包括厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接键合陶瓷基板DBC和活性金属焊接陶瓷基板AMB等）制备工艺温度高、线路层图形精度差、难以实现垂直互连，无法满足电子器件小型化、集成化封装需求。特别是随着半导体照明（LED）、激光器（LD&VCSEL）、第三代半导体、5G通信等技术发展，对陶瓷基板性能提出了新挑战。 【解决方案】 本成果开发了电镀陶瓷基板（DPC）制备技术。由于采用半导体微加工技术，DPC陶瓷基板具有导热/耐热性好、图形精度高、可垂直互连、材料与工艺兼容性好等技术优势，广泛应用于各种功率半导体器件（如大功率LED、激光器LD、电力电子MOSFET等）和高温电子器件，替代进口，满足功率器件低热阻、小型化、集成化封装需求。特别是在近期新冠病毒疫情防控上，采用DPC基板封装的深紫外LED消毒器件发挥了巨大作用（具有高效、广谱、非接触、环保、轻巧等优势）。

华中科技大学 2021-11-16