華中科技大學陳明祥教授團隊在先進電子封裝研究領域取得新進展，相關研究成果《Active Thermal Management of High-Power LED Through Chip on Thermoelectric Cooler》發表在國際微電子器件領域權威期刊IEEE Transactions on Electron Devices上。近日，國際半導體行業著名雜志Semiconductor Today專欄報道該成果。該成果由陳明祥教授團隊（以下簡稱“團隊”）和武漢輕工大學徐建副教授團隊共同完成。華中科技大學為論文第一署名單位，碩士生黎雙為第一作者，陳明祥教授和彭洋博士為論文共同通訊作者。
發光二極管（LED）作為新一代的半導體固態發光器件，已經取代了白熾燈、熒光燈等傳統光源，廣泛應用于室內照明、投影顯示、汽車大燈、特種照明等領域。由于LED存在電光轉換損耗（轉換效率約60%），多芯片封裝時熱量更集中，導致LED結溫迅速升高，嚴重影響LED器件光效與可靠性。因此，散熱問題成為大功率LED封裝制造的關鍵技術瓶頸。
團隊首次提出了Chip-on-TEC技術，將LED芯片直接貼裝在熱電制冷器（TEC）上，利用TEC的珀爾帖效應（Peltier effect）實現LED器件的主動散熱，滿足大功率LED封裝散熱需求。研究采用團隊自主研發的電鍍陶瓷基板制備小型、集成化的TEC，在TEC冷端陶瓷片上形成金屬固晶層；將多顆LED芯片直接貼裝在固晶層上，降低界面熱阻，提高芯片熱量傳導。模擬和實驗對比發現，采用Chip-on-TEC封裝技術后，LED工作溫度大幅降低，輸出光功率提高35%。這一結果表明，Chip-on-TEC是一種高效熱管理技術，可廣泛應用于功率器件（含第三代半導體器件）和高溫電子器件封裝。該研究工作得到了國家自然科學基金 、國家重點研發計劃等資助。
據了解，IEEE Transactions on Electron Devices是微電子器件領域權威期刊，在國際微電子領域享有盛譽。Semiconductor Today是一家具有獨立性和非盈利性的國際半導體行業著名雜志，專注于報道化合物半導體和先進硅半導體領域的重要研究進展和最新行業動態。
