什么是LED封裝?LED封裝技術(shù)你了解嗎?
LED封裝技術(shù)將是下述內(nèi)容的主要介紹對象,通過這篇文章,小編希望大家可以對它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識和了解,詳細(xì)內(nèi)容如下。
一、LED封裝技術(shù)的基本內(nèi)容
LED的封裝,我們的理解就是把零件的 整合到一起 然后讓他發(fā)光。
半導(dǎo)體封裝業(yè)占據(jù)了國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的主體地位,如何選擇電子封裝材料的問題顯得更加重要。根據(jù)資料顯示,90%以上的晶體管及70%~80%的集成電路已使用塑料封裝材料,而環(huán)氧樹脂封裝塑粉是最常見的塑料封裝材料。本文將對環(huán)氧樹脂封裝塑粉的成分、特性、使用材料加以介紹,希望對IC封裝工程師們在選擇材料、分析封裝機(jī)理方面有所幫助。
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。
(1)提高出光效率
LED封裝的出光效率一般可達(dá)80~90%。
①選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。
②選用高激發(fā)效率、高顯性的熒光粉,顆粒大小適當(dāng)。
③裝片基板(反射杯)要有高反射率,出光率高的光學(xué)設(shè)計(jì)外形。
④選用合適的封裝工藝,特別是涂覆工藝。
(2)高光色性能
LED主要的光色技術(shù)參數(shù)有:高度、眩光、色溫、顯色性、色容差、光閃爍等。
顯色指數(shù)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實(shí)現(xiàn),重點(diǎn)改善LED輻射的光譜量分布SPD,向太陽光的光譜量分布靠近。要重視量子點(diǎn)熒光粉的開發(fā)和應(yīng)用,來實(shí)現(xiàn)更好的光色質(zhì)量。
(3)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(jī)理(LED封裝材料退化、綜合應(yīng)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,可達(dá)5~10萬小時。
①選用合適的封裝材料:結(jié)合力要大、應(yīng)力小、匹配好、氣密性好、耐溫、耐濕(低吸水性)、抗紫外光等。
②封裝散熱材料:高導(dǎo)熱率和高導(dǎo)電率的基板,高導(dǎo)熱率、高導(dǎo)電率和高強(qiáng)度的固晶材料,應(yīng)力要小。
③合適的封裝工藝:裝片、壓焊、封裝等結(jié)合力強(qiáng),應(yīng)力要小,結(jié)合要匹配。
二、LED封裝技術(shù)
LED封裝的形式大致可以劃分為以下幾種:
1、Lamp-LED(垂直LED)
Lamp-LED早期出現(xiàn)的是直插LED,它的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧樹脂,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱中讓環(huán)氧樹脂固化后,將LED從模腔中脫離出即成型。由于制造工藝相對簡單、成本低,有著較高的市場佔(zhàn)有率。SMD-LED(表面黏著LED)貼片LED是貼于線路板表面的,適合SMT加工,可回流焊,很好地解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題,采用了更輕的PCB板和反射層材料,改進(jìn)后去掉了直插LED較重的碳鋼材料引腳,使顯示反射層需要填充的環(huán)氧樹脂更少,目的是縮小尺寸,降低重量。這樣,表面貼裝LED可輕易地將產(chǎn)品重量減輕一半,最終使應(yīng)用更加完美。
2、Side-LED(側(cè)發(fā)光LED)
目前,LED封裝的另一個重點(diǎn)便側(cè)面發(fā)光封裝。如果想使用LED當(dāng)LCD(液晶顯示器)的背光光源,那麼LED的側(cè)面發(fā)光需與表面發(fā)光相同,才能使LCD背光發(fā)光均勻。雖然使用導(dǎo)線架的設(shè)計(jì),也可以達(dá)到側(cè)面發(fā)光的目的,但是散熱效果不好。不過,Lumileds公司發(fā)明反射鏡的設(shè)計(jì),將表面發(fā)光的LED,利用反射鏡原理來發(fā)成側(cè)光,成功的將高功率LED應(yīng)用在大尺寸LCD背光模組上。
3、TOP-LED
頂部發(fā)光LED是比較常見的貼片式發(fā)光二極體。主要應(yīng)用于多功能超薄手機(jī)和PDA中的背光和狀態(tài)指示燈。
4、High-Power-LED(高功率LED)
為了獲得高功率、高亮度的LED光源,廠商們在LED芯片及封裝設(shè)計(jì)方面向大功率方向發(fā)展。目前,能承受數(shù)W功率的LED封裝已出現(xiàn)。比如Norlux系列大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)為六角形鋁板作底座(使其不導(dǎo)電)的多芯片組合,底座直徑31.75mm,發(fā)光區(qū)位于其中心部位,直徑約(0.375×25.4)mm,可容納40只LED管芯,鋁板同時作為熱沉。這種封裝采用常規(guī)管芯高密度組合封裝,發(fā)光效率高,熱阻低,在大電流下有較高的光輸出功率,也是一種有發(fā)展前景的LED固體光源。可見,功率型LED的熱特性直接影響到LED的工作溫度、發(fā)光效率、發(fā)光波長、使用壽命等,因此,對功率型LED芯片的封裝設(shè)計(jì)、制造技術(shù)顯得更加重要。
5、FlipChip-LED(覆晶LED)
LED覆晶封裝結(jié)構(gòu)是在PCB基本上制有復(fù)數(shù)個穿孔,該基板的一側(cè)的每個穿孔處都設(shè)有兩個不同區(qū)域且互為開路的導(dǎo)電材質(zhì),并且該導(dǎo)電材質(zhì)是平鋪于基板的表面上,有復(fù)數(shù)個未經(jīng)封裝的LED芯片放置于具有導(dǎo)電材質(zhì)的一側(cè)的每個穿孔處,單一LED芯片的正極與負(fù)極接點(diǎn)是利用錫球分別與基板表面上的導(dǎo)電材質(zhì)連結(jié),且于復(fù)數(shù)個LED芯片面向穿孔的一側(cè)的表面皆點(diǎn)著有透明材質(zhì)的封膠,該封膠是呈一半球體的形狀位于各個穿孔處。屬于倒裝焊結(jié)構(gòu)發(fā)光二極體。
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