目前,世界范圍內(nèi)在GaN基高亮度LED及半導體全固態(tài)照明光源的研發(fā)方面居于領先水平的公司主要有:美國的Lumileds、HP/Agilent和Cree,日本的Nichia、ToyodaGosei、Sony、
Toshiba和其他綜合性大公司(如NEC、Matsushita、Mitsubishi及Sumitomo等),德國的Osram等等。這些跨國公司多數(shù)有原創(chuàng)性的專利,引領技術(shù)發(fā)展的潮流,占有絕大多數(shù)的市場份額。臺灣的一些光電企業(yè)(如國聯(lián)光電、光寶電子、光磊科技、億光電子、鼎元光電等)以及韓國的若干研發(fā)單位,在下游工藝和封裝以及上游材料外延方面也具備各自的若干自主知識產(chǎn)權(quán),占有一定的市場份額。
調(diào)查顯示,Nichia、Cree、Lumileds、OSRAM、ToyodaGosei、Toshiba和Rohm等占據(jù)了絕大多數(shù)市場份額的大公司擁有著該領域80%~90%的原創(chuàng)性發(fā)明專利(集中于材料生長、器件制作、后步封裝等方面),而其余大多數(shù)公司所擁有的多是實用新型專利(主要針對器件可靠性以及產(chǎn)品應用開發(fā)方面進行研究)。
封裝技術(shù)
焊裝和材料填充專利集中在制作完成了高亮度GaN管芯器件之后,還要經(jīng)磨片、劃片、裂片、焊裝、樹脂和熒光材料填充等后步封裝工藝。其中,知識產(chǎn)權(quán)主要集中于焊裝和樹脂/熒光材料填充這兩大部分。在焊裝問題方面,Nichia早期的電極設計和封裝專利已有所覆蓋,如JP7221103、JP8279643和JP9045965等等。
在器件熱沉設計上,Lumileds公司擁有熱沉設計技術(shù),其基于Si基材料倒裝焊(Flip-Chip)的封裝工藝居業(yè)界領先水平,代表專利包括US2003089917、US6498355和
US6573537;Flip-chip倒裝焊優(yōu)化設計包括EP1204150和EP1256987;Powerpackage包括US6492725。
在出光提取效率方面,Lumileds的倒裝焊技術(shù)中采用了高反射率歐姆電極和側(cè)面傾斜技術(shù)以增加采光(其專利號為US2001000209),但Osram公司在此之前于SiC基GaN-LED的出光提取方面開創(chuàng)性地提出了端面"Faceting"概念,覆蓋了大多數(shù)的相關專利。
此外,HP(EP1081771)、Cree(US5631190)在管芯出光采集方面也均有各自的特色。在樹脂和熒光材料填充方面,值得注意的是有關新型高效長壽命可見光熒光材料的開發(fā)工作,如Nichia的JP9139191和Lumileds的EP1267424等等。
總之,GaN基大功率器件的封裝技術(shù)方面存在著大量專門技術(shù)(know-how),值得業(yè)界企業(yè)深入研究。