本书围绕光电半导体器件的封装、测试及应用,以LED、LD、OLED、QLED等典型器件的基础知识为切入点,深度剖析器件封装所需的关键材料、专用封装测试设备与方法及核心工艺;同时结合显示、照明、环境等应用领域,全面呈现光电半导体器件的产业化实践路径与技术发展趋势。全书注重工程实用性,既涵盖成熟的产业应用技术,又融入前沿技术热点。
本书既可供光电半导体领域研发、生产、测试的工程技术人员参考或培训使用,也可作为高等院校光电信息、半导体等相关专业的教材或教学参考书。

第1章　光电半导体器件概述001～023
1.1　光电半导体器件基本概念001
1.2　光电半导体器件发展历程003
1.3　光电半导体器件的种类及应用005
1.3.1　LED 器件005
1.3.2　LD 器件009
1.3.3　OLED 器件012
1.3.4　QLED 器件016
参考文献021

第2章　光电半导体器件封装材料024～085
2.1　荧光材料024
2.1.1　荧光材料研究进展027
2.1.2　荧光材料在LED 中的应用030
2.1.3　荧光材料在LD 中的应用033
2.1.4　荧光材料在OLED 中的应用035
2.1.5　荧光材料在QLED 中的应用038
2.1.6　荧光材料的趋势与挑战041
2.2　基板材料042
2.2.1　基板材料简介042
2.2.2　常见基板材料类别与特性044
2.2.3　基板材料在不同器件中的应用与对比050
2.2.4　新兴基板与前沿趋势053
2.3　封装材料059
2.3.1　金属封装材料061
2.3.2　陶瓷封装材料064
2.3.3　高分子封装材料068
2.3.4　复合封装材料与高效导热封装技术072
2.3.5　封装材料的可靠性与失效机理075
参考文献080

第3章　光电半导体器件封装测试设备与方法086～116
3.1　光电半导体器件封装测试简介086
3.2　LED 器件封装测试设备与方法089
3.2.1　热学测试设备与方法089
3.2.2　光学性能测试设备091
3.2.3　电学测试设备及方法093
3.2.4　可靠性与寿命测试设备与方法094
3.3　LD 器件封装测试设备与方法095
3.3.1　热学测试设备与结温表征技术096
3.3.2　电学测试设备与驱动特性测量097
3.3.3　光学测试设备与光束特性分析098
3.3.4　可靠性与寿命测试设备与方法099
3.4　OLED 器件封装测试设备与方法100
3.4.1　水氧阻隔性能测试设备与方法101
3.4.2　薄膜封装结构表征与评价设备与方法102
3.4.3　寿命与老化测试设备与方法104
3.4.4　封装失效分析与环境测试105
3.5　QLED 器件封装测试设备与方法106
3.5.1　水氧阻隔性能测试107
3.5.2　寿命与光老化测试108
3.5.3　界面保护评估技术110
3.5.4　湿热/环境可靠性测试112
参考文献113

第4章　光电半导体器件封装测试工艺117～142
4.1　LED 器件封装测试工艺117
4.1.1　引脚式LED 封装工艺117
4.1.2　食人鱼式LED 封装工艺126
4.1.3　SMD LED 照明器件封装工艺127
4.1.4　COB LED 照明器件封装工艺130
4.1.5　LED 测试工艺与设备体系132
4.2　LD 器件封装测试工艺134
4.2.1　LD 封装工艺概述135
4.2.2　LD 测试工艺138
参考文献141

第5章　光电半导体器件应用143～187
5.1　光电半导体器件显示领域应用143
5.1.1　OLED 穿戴显示应用143
5.1.2　QLED VR 应用149
5.2　光电半导体器件照明领域应用157
5.2.1　LED 植物补光应用157
5.2.2　LED/LD 胶体检测补光应用164
5.3　光电半导体器件环境领域应用172
5.3.1　LED/LD 环境光催化机理173
5.3.2　LED/LD 光催化应用实例176
5.3.3　智能化LED/LD 环境治理系统与发展趋势180
参考文献182

21世纪以来,以发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、有机发光二极管(OLED)和量子点发光二极管(QLED)为代表的光电半导体技术,已从实验室的尖端探索演变为驱动全球信息显示、固态照明、光通信及能源环境革命的核心引擎。从点亮第一盏半导体指示灯,到构筑覆盖全球的光纤网络,再到塑造可折叠、可穿戴的柔性显示生态,光电半导体器件不断突破材料、物理与工程的界限,深刻改变了人类的生产与生活方式。然而,器件的终极性能与可靠性,绝非仅由芯片本身的量子效率决定。正所谓“芯片决定下限,封装与测试决定上限”,在器件微型化、功率密集化、功能集成化与应用柔性化的大趋势下,封装已从单纯的“保护壳”演变为实现高效光提取、精准热管理、稳定环境隔绝的多功能协同平台;测试则从终点检验发展为贯穿设计、制造与服役全生命周期的“感知神经”与“决策大脑”。封装材料的选择、工艺的优化、测试手段的进步,共同构成了光电半导体技术从“可用”到“可靠”、从“高效”到“极致”的产业基石。目前,国内在该领域系统性地阐述光电器件封装、测试及其与器件性能、应用场景深度关联的专著尚显不足,这正是本书编写的初衷。
本书旨在构建一个从器件原理到封装测试工艺,再到前沿应用拓展的完整知识体系。全书共分五章:第1章系统梳理光电半导体器件的基本原理、发展脉络与主要门类,为后续讨论奠定理论基础;第2章深入剖析封装核心材料,包括荧光材料、基板材料及各类封装材料,揭示材料特性如何直接支配器件的光、热、机、电综合性能;第3章聚焦封装测试设备与方法,详尽介绍针对LED、LD、OLED、QLED等不同器件的热、光、电、可靠性与寿命专用测试原理与平台;第4章详解主流封装测试工艺,从传统引脚式封装到先进的晶圆级微封装,并结合典型测试流程进行介绍;第5章则展望光电半导体器件在显示、照明、环境等领域的创新应用,展现技术落地价值。
本书的特色如下。
① 系统性:打破按器件类型或单一工艺分述的局限,将“材料—封装—测试—应用”置于同一框架内进行串联与耦合分析,呈现完整的产业链技术视图。
② 前沿性:内容不仅涵盖成熟的LED封装测试体系,更重点纳入了OLED/QLED薄膜封装、激光器热管理、Micro-LED巨量转移测试等前沿技术动态与研究进展。
③ 实用性:书中引入了大量工业案例、标准测试方法、典型失效模式分析以及设备原理示意图,力求理论与实践紧密结合,对科研人员、工程师及高校学生均有重要参考价值。
④ 引领性:通过对技术发展趋势的研判,引导读者关注智能化测试、多物理场耦合仿真、柔性集成封装等未来方向。
本书的构思及撰写是作者团队集体努力的结果。邹军、胡蓉蓉为本书的主要作者,在本书的组织、编写、统稿与修改完善过程中付出了大量心血。石明明、杨波波、郭春凤、杨泽贵、李悦、王江、王立平、王佳捷参与了本书的修改完善工作,为书稿的顺利完成提供了重要支持。
本书的撰写得到了众多同行、合作企业及院校的大力支持。感谢各位专家在百忙之中对书稿提出的宝贵意见;感谢各研究机构与企业提供的技术资料与案例授权;同时,也要对编辑团队的辛勤付出表示诚挚的谢意。
由于光电半导体技术发展日新月异,加之作者水平有限,书中疏漏与不妥之处在所难免,恳请广大读者不吝批评指正,以期完善。

编著者