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    LED封裝多種結構形式解析

    :2018-07-26    :333
      目前LED封裝結構形式有100多種,主要的封裝類(lèi)型有Lamp系列40多種、SMD(chip LED和TOP LED)系列30多種、COB系列30多種、PLCC、大功率封裝、光集成封裝和模塊化封裝等,封裝技術(shù)的發(fā)展要緊跟和滿(mǎn)足LED應用產(chǎn)品發(fā)展的需要。
     
      LED封裝技術(shù)的基本內容
     
      LED封裝技術(shù)的基本要求是:提高出光效率、高光色性能及器件可靠性。
     
     ?。?)提高出光效率
     
      LED封裝的出光效率一般可達80~90%。
     
     ?、龠x用透明度更好的封裝材料:透明度≥95%(1mm厚度),折射率大于1.5等。
     
     ?、谶x用高激發(fā)效率、高顯性的熒光粉,顆粒大小適當。
     
     ?、垩b片基板(反射杯)要有高反射率,出光率高的光學(xué)設計外形。
     
     ?、苓x用合適的封裝工藝,特別是涂覆工藝。
     
     ?。?)高光色性能
     
      LED主要的光色技術(shù)參數有:高度、眩光、色溫、顯色性、色容差、光閃爍等。
     
      顯色指數CRI≥70(室外)、≥80(室外)、≥90(美術(shù)館等)。
     
      色容差≤3 SDCM≤5 SDCM(全壽命期間)
     
      封裝上要采用多基色組合來(lái)實(shí)現,重點(diǎn)改善LED輻射的光譜量分布SPD,向太陽(yáng)光的光譜量分布靠近。要重視量子點(diǎn)熒光粉的開(kāi)發(fā)和應用,來(lái)實(shí)現更好的光色質(zhì)量。
     
     ?。?)LED器件可靠性
     
      LED可靠性包含在不同條件下LED器件性能變化及各種失效模式機理(LED封裝材料退化、綜合應力的影響等),這是主要提到可靠性的表征值—壽命,目前LED器件壽命一般為3~5小時(shí),可達5~10萬(wàn)小時(shí)。
     
     ?、龠x用合適的封裝材料:結合力要大、應力小、匹配好、氣密性好、耐溫、耐濕(低吸水性)、抗紫外光等。
     
     ?、诜庋b散熱材料:高導熱率和高導電率的基板,高導熱率、高導電率和高強度的固晶材料,應力要小。
     
     ?、酆线m的封裝工藝:裝片、壓焊、封裝等結合力強,應力要小,結合要匹配。
     
      LED光集成封裝技術(shù)
     
      LED光集成封裝結構現有30多種類(lèi)型,正逐步走向系統集成封裝,是未來(lái)封裝技術(shù)的發(fā)展方向。
     
     ?。?)COB集成封裝
     
      COB集成封裝現有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多種封裝結構形式,COB封裝技術(shù)日趨成熟,其優(yōu)點(diǎn)是成本低。COB封裝現占LED光源約40%左右市場(chǎng),光效達160~178 lm/w,熱阻可達2℃/w,COB封裝是近期LED封裝發(fā)展的趨勢。
     
     ?。?)LED晶園級封裝
     
      晶園級封裝從外延做成LED器件只要一次劃片,是LED照明光源需求的多系統集成封裝形式,一般襯底采用硅材料,無(wú)需固晶和壓焊,并點(diǎn)膠成型,形成系統集成封裝,其優(yōu)點(diǎn)是可靠性好、成本低,是封裝技術(shù)發(fā)展方向之一。
     
     ?。?)COF集成封裝
     
      COF集成封裝是在柔性基板上大面積組裝中功率LED芯片,它具有高導熱、薄層柔性、成本低、出光均勻、高光效、可彎曲的面光源等優(yōu)點(diǎn),可提供線(xiàn)光源、面光源和三維光源的各種LED產(chǎn)品,也可滿(mǎn)足LED現代照明、個(gè)性化照明要求,也可作為通用型的封裝組件,市場(chǎng)前景看好。
     
     ?。?)LED模塊化集成封裝
     
      模塊化集成封裝一般指將LED芯片、驅動(dòng)電源、控制部分(含IP地址)、零件等進(jìn)行系統集成封裝,統稱(chēng)為L(cháng)ED模塊,具有節約材料、降低成本、可進(jìn)行標準化生產(chǎn)、維護方便等很多優(yōu)點(diǎn),是LED封裝技術(shù)發(fā)展的方向。
     
     ?。?)覆晶封裝技術(shù)
     
      覆晶封裝技術(shù)是由芯片、襯底、凸塊形成了一個(gè)空間,這樣封裝出來(lái)的芯片具有體積小、性能高、連線(xiàn)短等優(yōu)點(diǎn),采用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工藝、直接壓合等來(lái)達到高功率照明性能要求。
     
      用金錫合金將芯片壓合在基板上,替代以往的銀膠工藝,“直接壓合”替代過(guò)去“回流焊”,具有優(yōu)良的導電效果和導熱面積。該封裝技術(shù)是大功率LED封裝的重要發(fā)展趨勢。
     
     ?。?)免封裝芯片技術(shù)
     
      免封裝技術(shù)是一個(gè)技術(shù)的整合,采用倒裝芯片,不用固晶膠、金線(xiàn)和支架是半導體封裝技術(shù)70種工藝形成中的一種。
     
      PFC免封裝芯片產(chǎn)品的光效可提升至200lm/w,發(fā)光角度大于300度的超廣角全周光設計,不要使用二次光學(xué)透鏡,將減少光效的耗損與降低成本,但要投入昂貴的設備。
     
      PFC新產(chǎn)品主打LED照明市場(chǎng),特別是應用在蠟燭燈上,不僅可以模擬鎢絲燈的造型,同時(shí)可以突破散熱體積的限制。
     
     ?。?)LED其他封裝結構形式
     
     ?、貳MC封裝結構:是嵌入式集成封裝形式(Embedded LED Chip)不會(huì )直接看到LED光源。
     
     ?、贓MC封裝技術(shù):(Epoxy Molding Compound)以環(huán)氧塑封料為支架的封裝技術(shù),具有高耐熱、高集成度、抗UV、體積小等優(yōu)點(diǎn),但氣密性差些,現已批量生產(chǎn)。
     
     ?、跜OG封裝:(Chip On Glass)將LED芯片放在玻璃基板上進(jìn)行封裝。
     
     ?、躋FN封裝技術(shù):小間距顯示屏象素單元小于或等于P.1時(shí),所采用的封裝形式,將替代PLCC結構,市場(chǎng)前景看好。
     
     ?、?D封裝技術(shù):以三維立體形式進(jìn)行封裝的技術(shù),正在研發(fā)中。
     
     ?、薰β士蚣芊庋b技術(shù):(Chip-in-Frame Package)在小框架上封裝功率LED芯片,產(chǎn)業(yè)化光效已達160~170 lm/w,可達200 lm/w以上。
     
      LED封裝材料
     
      LED封裝材料品種很多,而且正在不斷發(fā)展,這里只簡(jiǎn)要介紹。
     
     ?。?)封裝材料
     
      環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧塑封料、硅膠、有機硅塑料等,技術(shù)上對折射率、內應力、結合力、氣密性、耐高溫、抗紫外線(xiàn)等有要求。
     
     ?。?)固晶材料
     
     ?、俟叹z:樹(shù)脂類(lèi)和硅膠類(lèi),內部填充金屬及陶瓷材料。
     
     ?、诠簿ь?lèi):AuSn、SnAg/SnAgCu。
     
     ?。?)基板材料:銅、鋁等金屬合金材料
     
     ?、偬沾刹牧希篈l2O3、AlN、SiC等。
     
     ?、阡X系陶瓷材料:稱(chēng)為第三代封裝材料AlSiC、AlSi等。
     
     ?、跾CB基板材料:多層壓?;?,散熱好(導熱率380w/m.k)、成本低。
     
     ?、躎ES多晶質(zhì)半導體陶瓷基板,傳熱速度快。
     
     ?。?)散熱材料:銅、鋁等金屬合金材料
     
      石墨烯復合材料,導熱率200~1500w/m.k。
     
      PCT高溫特種工程塑料(聚對苯二甲酸1,4-環(huán)已烷二甲脂),加陶瓷纖,耐高溫、低吸水性。
     
      導熱工程塑料:非絕緣型導熱工程塑料,導熱率14w/m.k。
     
      絕緣型導熱工程塑料,導熱率8w/m.k。深圳市極光光電有限公司 專(zhuān)業(yè)LED封轉器件研發(fā)生產(chǎn) 高壓草帽燈珠 高顯色指數燈珠



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