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全面解析LED的100多种封装结构方式

封装结构设计、选用合适封装材料和工艺水平,目前LED封装结构形式有100多种,主要的封装类型有Lamp系列40多种、SMD(chip LED和TOP LED)系列30多种、

LED封装技能的要素有三点:封装结构规划、选用适宜封装资料和工艺水平,现在LED封装结构方式有100多种,首要的封装类型有Lamp系列40多种、SMD(chip LED和TOP LED)系列30多种、COB系列30多种、PLCC、大功率封装、光集成封装和模块化封装等,封装技能的开展要紧跟和满意LED运用产品开展的需求。

LED封装技能的基本内容

LED封装技能的基本要求是:提高出光功率、高光色功能及器材可靠性。

(1)提高出光功率

LED封装的出光功率一般可达80~90%。

①选用透明度更好的封装资料:透明度≥95%(1mm厚度),折射率大于1.5等。

②选用高激起功率、高显性的荧光粉,颗粒巨细恰当。

③装片基板(反射杯)要有高反射率,出光率高的光学规划外形。

④选用适宜的封装工艺,特别是涂覆工艺

(2)高光色功能

LED首要的光色技能参数有:高度、眩光、色温、显色性、色容差、光闪耀等。

显色指数CRI≥70(室外)、≥80(室外)、≥90(美术馆等)

色容差≤3 SDCM

≤5 SDCM(全寿数期间)

封装上要选用多基色组合来完成,要点改进LED辐射的光谱量散布SPD,向太阳光的光谱量散布接近。要注重量子点荧光粉的开发和运用,来完成更好的光色质量。

(3)LED器材可靠性

LED可靠性包含在不同条件下LED器材功能改变及各种失效方式机理(LED封装资料退化、归纳应力的影响等),这是首要说到可靠性的表征值—寿数,现在LED器材寿数一般为3~5小时,可达5~10万小时。

①选用适宜的封装资料:结合力要大、应力小、匹配好、气密性好、耐温、耐湿(低吸水性)、抗紫外光等。

②封装散热资料:高导热率和高导电率的基板,高导热率、高导电率和高强度的固晶资料,应力要小。

③适宜的封装工艺:装片、压焊、封装等结合力强,应力要小,结合要匹配。

LED光集成封装技能

LED光集成封装结构现有30多种类型,正逐渐走向系统集成封装,是未来封装技能的开展方向。

(1)COB集成封装

COB集成封装现有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多种封装结构方式,COB封装技能日趋老练,其长处是成本低。COB封装现占LED光源约40%左右商场,光效达160~178 lm/w,热阻可达2℃/w,COB封装是近期LED封装开展的趋势。

(2)LED晶园级封装

晶园级封装从外延做成LED器材只需一次划片,是LED照明光源需求的多系统集成封装方式,一般衬底选用硅资料,无需固晶和压焊,并点胶成型,构成系统集成封装,其长处是可靠性好、成本低,是封装技能开展方向之一。

(3)COF集成封装

COF集成封装是在柔性基板上大面积拼装中功率LED芯片,它具有高导热、薄层柔性、成本低、出光均匀、高光效、可曲折的面光源等长处,可提供线光源、面光源和三维光源的各种LED产品,也可满意LED现代照明、个性化照明要求,也可作为通用型的封装组件,商场前景看好。

(4)LED模块化集成封装

模块化集成封装一般指将LED芯片、驱动电源、操控部分(含IP地址)、零件等进行系统集成封装,统称为LED模块,具有节省资料、降低成本、可进行标准化出产、保护便利等许多长处,是LED封装技能开展的方向。

(5)覆晶封装技能

覆晶封装技能是由芯片、衬底、凸块构成了一个空间,这样封装出来的芯片具有体积小、功能高、连线短等长处,选用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工艺、直接压合等来到达高功率照明功能要求。用金锡合金将芯片压合在基板上,代替以往的银胶工艺,“直接压合”代替曩昔“回流焊”,具有优秀的导电作用和导热面积。该封装技能是大功率LED封装的重要开展趋势。

(6)免封装芯片技能

免封装技能是一个技能的整合,选用倒装芯片,不必固晶胶、金线和支架是半导体封装技能70种工艺构成中的一种。PFC免封装芯片产品的光效可提升至200lm/w,发光视点大于300度的超广角全周光规划,不要运用二次光学透镜,将削减光效的耗费与降低成本,但要投入贵重的设备。PFC新产品主打LED照明商场,特别是运用在蜡烛灯上,不只能够模仿钨丝灯的造型,一起能够打破散热体积的约束。

(7)LED其他封装结构方式

①EMC封装结构:是嵌入式集成封装方式(Embedded LED Chip)不会直接看到LED光源。

②EMC封装技能:(Epoxy Molding Compound)以环氧塑封料为支架的封装技能,具有高耐热、高集成度、抗UV、体积小等长处,但气密性差些,现已批量出产。

③COG封装:(Chip On Glass)将LED芯片放在玻璃基板上进行封装。

④QFN封装技能:小距离显示屏象素单元小于或等于P.1时,所选用的封装方式,将代替PLCC结构,商场前景看好。

⑤3D封装技能:以三维立体方式进行封装的技能,正在研制中。

⑥功率结构封装技能:(Chip-in-Frame Package)在小结构上封装功率LED芯片,产业化光效已达160~170 lm/w,可达200 lm/w以上。

LED封装资料

LED封装资料种类许多,并且正在不断开展,这儿只扼要介绍。

(1)封装资料:环氧树脂、环氧塑封料、硅胶、有机硅塑料等,技能上对折射率、内应力、结合力、气密性、耐高温、抗紫外线等有要求。

(2)固晶资料:

①固晶胶:树脂类和硅胶类,内部填充金属及陶瓷资料。

②共晶类:AuSn、SnAg/SnAgCu。

(3)基板资料:铜、铝等金属合金资料。

①陶瓷资料:Al2O3、AlN、SiC等。

②铝系陶瓷资料:称为第三代封装资料AlSiC、AlSi等。

③SCB基板资料:多层压模基板,散热好(导热率380w/m.k)、成本低。

④TES多晶质半导体陶瓷基板,传热速度快。

(4)散热资料:铜、铝等金属合金资料。

石墨烯复合资料,导热率200~1500w/m.k。

PCT高温特种工程塑料(聚对苯二甲酸1,4-环已烷二甲脂),加陶瓷纤,耐高温、低吸水性。

导热工程塑料:非绝缘型导热工程塑料,导热率14w/m.k。

绝缘型导热工程塑料,导热率8w/m.k。

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