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大功率LED多功能封装的集成技能包括哪些?

本站为您提供的大功率LED多功能封装的集成技术包含哪些?,随着全球能源短缺趋势日益加剧,绿色节能环保的LED备受瞩目。世界各国都制订了本国LED照明发展计划,我国“十二五”规划也对LED照明发展目标进行了明确描述,并将LED列为“十二五”期间重点节能工程,位列国家七大战略性新兴产业中的节能环保产业和新材料产业。

  二极管

  二极管,(英语:Diode),电子元件傍边,一种具有两个电极的设备,只允许电流由单一方向流过,许多的运用是运用其整流的功用。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具有的电流方向性咱们一般称之为“整流(Rectifying)”功用。二极管最遍及的功用便是只允许电流由单一方向经过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因而,二极管可以想成电子版的逆止阀。

  前期的真空电子二极管;它是一种可以单向传导电流的电子器材。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器材依照外加电压的方向,具有单向电流的传导性。一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结构成的p-n结界面。在其界面的两头构成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,因为p-n 结两头载流子的浓度差引起分散电流和由自建电场引起的漂移电流持平而处于电平衡状况,这也是常态下的二极管特性。

  前期的二极管包含“猫须晶体(“Cat‘s Whisker” Crystals)”以及真空管(英国称为“热游离阀(Thermionic Valves)”)。如今最遍及的二极管大多是运用半导体资料如硅或锗。

  特性

  正向性

  外加正向电压时,在正向特性的开端部分,正向电压很小,不足以战胜PN结内电场的阻挠效果,正向电流简直为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压今后,PN结内电场被战胜,二极管正导游通,电流随电压增大而敏捷上升。在正常运用的电流规模内,导通时二极管的端电压简直保持不变,这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两头的正向电压超越必定数值 ,内电场很快被削弱,特性电流敏捷增长,二极管正导游通。 叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。硅二极管的正导游通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正导游通压降约为0.2~0.3V。

  反向性

  外加反向电压不超越必定规模时,经过二极管的电流是少量载流子漂移运动所构成反向电流。因为反向电流很小,二极管处于截止状况。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激起,少量载流子数目添加,反向饱和电流也随之添加。

  击穿

  外加反向电压超越某一数值时,反向电流会忽然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失掉单导游电性。假如二极管没有因电击穿而引起过热,则单导游电性不必定会被永久损坏,在撤消外加电压后,其功用仍可康复,不然二极管就损坏了。因而运用时应防止二极管外加的反向电压过高。

  二极管是一种具有单导游电的二端器材,有电子二极管和晶体二极管之分,电子二极管因为灯丝的热损耗,功率比晶体二极管低,所以现已很少见到,比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单导游电特性,简直在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的效果,它是诞生最早的半导体器材之一,其运用也十分广泛。

  二极管的管压降:硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V,锗管正向管压降为0.3V,发光二极管正向管压降会随不同发光色彩而不同。首要有三种色彩,详细压降参考值如下:赤色发光二极管的压降为2.0–2.2V,黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V,绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V,正常发光时的额定电流约为20mA。

  二极管的电压与电流不是线性关系,所以在将不同的二极管并联的时分要接相适应的电阻。

  特性曲线

  与PN结相同,二极管具有单导游电性。硅二极管典型伏安

  特性曲线(图)。在二极管加有正向电压,当电压值较小时,电流极小;当电压超越0.6V时,电流开端按指数规则增大,一般称此为二极管的敞开电压;当电压到达约0.7V时,二极管处于彻底导通状况,一般称此电压为二极管的导通电压,用符号UD表明。

  关于锗二极管,敞开电压为0.2V,导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压,当电压值较小时,电流极小,其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超越某个值时,电流开端急剧增大,称之为反向击穿,称此电压为二极管的反向击穿电压,用符号UBR表明。不同类型的二极管的击穿电压UBR值不同很大,从几十伏到几千伏。

  反向击穿

  齐纳击穿

  反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种状况。在高掺杂浓度的状况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,损坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键捆绑,发生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。假如掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不简略发生齐纳击穿。

  雪崩击穿

  另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压添加到较大数值时,外加电场使电子漂移速度加快,然后与共价键中的价电子相碰撞,把价电子撞出共价键,发生新的电子-空穴对。新发生的电子-空穴被电场加快后又撞出其它价电子,载流子雪崩式地添加,致使电流急剧添加,这种击穿称为雪崩击穿。不管哪种击穿,若对其电流不加约束,都或许形成PN结永久性损坏。

  大功率LED多功用封装的集成技能包含哪些?

  跟着全球动力缺少趋势日益加剧,绿色节能环保的LED备受瞩目。世界各国都制订了本国LED照明开展方案,我国“十二五”规划也对LED照明开展方针进行了清晰描绘,并将LED列为“十二五”期间要点节能工程,位列国家七大战略性新兴工业中的节能环保工业和新资料工业。

  跟着LED照明工业的开展,从LED芯片的出产到灯具商场,现已构成了一条相对完善的工业链。但关于传统的LED照明,从芯片、封装、电路板一直到运用,各个环节都相对独立。不同场所的照明需求,对LED的封装提出了各种新的要求。如安在模组内集成多种技能,并经过体系封装的办法使LED模组封装趋于小型化、多功用化、智能化成为了咱们需求探究的问题。从技能的视点来看,LED是一种半导体器材,简略与其他半导体相关技能相结合而开展出具有更高附加值的产品,开辟出全新的、传统照明无法触及的商场。LED多功用体系三维封装可以整合光源、有源、无源电子器材、传感器等元件,并将他们集成于单一细小化的体系之中,是极具商场潜力的一项新技能。

  LED多功用封装集成技能

  现在商场上存在一些简略的LED集成封装产品,可是集成度较低,不能满意未来LED发光模组对LED封装产品的需求。芯片模组光源的开展趋势表现了照明商场对技能开展的要求:便携式产品需求集成度更高的光源;在商业照明、路途照明、特种照明、闪光灯等范畴,集成的LED光源有很大的运用商场。与封装级模组比较,芯片级模组体积较小,节约空间,也节约了封装本钱,而且因为光源集成度高,便于二次光学规划。

  三维立体封装是近几年开展起来的电子封装技能。从总体上看,加快三维集成技能运用于微电子体系的重要因素包含以下几个方面:

  1.体系的外形体积:缩小体系体积、下降体系分量并削减引脚数量;

  2.功用:进步集成密度,缩短互连长度,然后进步传输速度并下降功耗;

  3.大批量低本钱出产:下降工艺本钱,如选用集成封装和PCB混合运用方案;多芯片一起封装等;

  4.新运用:如超小无线传感器等;

  现在有多种不同的先进体系集成办法,首要包含:封装上的封装堆叠技能;PCB(引线键合和倒装芯片)上的芯片堆叠,具有嵌入式器材的堆叠式柔性功用层;有或无嵌入式电子器材的高档印制电路板(PCB)堆叠;晶圆级芯片集成;根据穿硅通孔(TSV)的笔直体系集成(VSI)。三维集成封装的优势包含:选用不同的技能(如CMOS、MEMS、SiGe、GaAs等)完成器材集成,即“混合集成”,一般选用较短的笔直互连替代很长的二维互连,然后下降了体系寄生效应和功耗。因而,三维体系集成技能在功用、功用和形状等方面都具有较大的优势。近几年来,各要点大学、研制组织都在研制不同品种的低本钱的集成技能。

  半导体照明联合立异国家要点实验室针对LED体系集成封装也进行了体系的研讨。该研讨针对LED筒灯,经过开发圆片级的封装技能,方案将部分驱动元件与LED芯片集成到同一封装内。其间,LED与线性恒流驱动电路所需的裸片是电路发热的首要元件,一起体积比较小,易于集成,但因为首要发热元件需求考虑散热规划。其他元件体积较大,不易于集成。电感、取样电阻与快速康复二极管等,虽然也有必定的热量发生,但不需求特别的散热结构。

  根据以上考虑,咱们对发光模组的拼装进行如下规划:

  1.驱动电路裸片与LED芯片集成在封装之内,其他电路元件集成在PCB板上;

  2.PCB电路板围绕在集成封装周围便于衔接;

  3.PCB与集成封装放置于热沉之上;

  该结构的优势在于:体积较小;首要发热元件经过封装直接与热沉触摸,易于散热;不需求特别散热的元件,放置在一般PCB上。比较MCPCB,节约了本钱;在需求时,可将元件规划在PCB板的反面,藏在热沉的空区域中,防止元件对出光的影响。

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