王 杰 ，李 健 ，范冰丰 ，王 钢 ，3

（1.中山大学 电子与信息工程学院，广东 广州 510000；2.中山大学 先进技术研究院，广东 广州 510275；3.光电材料与技术国家重点实验室，广东 广州 510275）

1 引言

LED半导体芯片具有体积小，重量轻，寿命长，引出线和焊接点少，安全性和稳定性高等优点，同时成本低，便于大规模生产和应用[1-2]。但芯片集成度变得越来越高，功率变得越来越大的同时也带来了许多问题，如电路板在运行过程中的散热问题，如果不能将功率器件产生的热排除，半导体结温升高，会使得器件可靠性急剧下降甚至失效[3-6]。近年来紫外LED[7]芯片技术和封装技术得到了快速发展，许多国家和地区都争相投资研发紫外LED光源，这也将进一步推动有关光电子、材料、器件、芯片制造及封装等行业的发展。紫外LED相比传统光源具有发光效率高、显色性好、辐射低、灵敏度高、节能环保等特点，在特殊照明、紫外杀菌、水净化、医疗，尤其是在紫外光固化[8-9]等领域具有广泛的市场应用前景。

目前紫外LED的光辐射功率还比较低，大功率紫外LED的电光转换效率约为（15～20）%，剩余的电能全部转化为热能，而且LED芯片大小仅为（1×1）mm左右，导致其热流密度非常大。如果芯片产生的大量热量集中在芯片内部而不能及时排除，就会导致芯片PN结温度过高，引起光衰和芯片寿命下降等问题。当芯片PN结温度超过一定值时，LED的失效率将呈指数规律急剧增大，芯片温度每升高2℃，伴随着可靠性下降10%左右[10]。为了保证LED的正常工作，一般要求芯片PN结的温度不高于110℃（Tk=383.15K），且温度分布均匀，所以一方面要提高芯片的质量，另一方面要改进封装过程中大功率芯片带来的散热问题。……