淺談LED封裝技術

LED是發光二極體( Light Emitting Diode, LED)的簡稱,也被稱作發光二極體,這種半導體元件一般是作為指示燈、顯示板,它不但能夠高效率地直接將電能轉化為光能,而且擁有最長達數萬小時~10 萬小時的使用壽命,同時具備不若傳統燈泡易碎,並能省電等優點。

但是,無論何種LED都需要針對不同類型設計合理的封裝形式,因為只有封裝好的才能成為終端產品,才能投入實際應用。

1.為什麼要對LED進行封裝?
LED封裝的作用是將外引線連接到LED晶片的電極上,不但可以保護LED晶片,而且起到提高發光效率的作用。所以LED封裝不僅僅只是完成輸出電信號,更重要的是保護管芯正常工作,輸出可見光的功能。可見LED封裝既有電參數,又有光參數的設計及技術要求,並不是一項簡單的工作。

2.LED封裝設備
由於LED封裝要求較高,因此,無論是直插LED或貼片LED,都必須使用具有高精度的固晶機,因為LED晶粒放入封裝的位置是否精確,將直接影響整件封裝器件發光效率。如果晶粒在反射杯內的位置有所偏差,光線不能被完全反射出來,直接影響LED的光亮度。但是,用一部具有先進的PR System(預先圖像辨識系統)固晶機,不論引線框架的品質差別,仍然可以將LED晶粒精確地焊接於預定位置上。

3.LED封裝形式
根據不同的應用場合、不同的外形尺寸、散熱方案和發光效果。LED封裝形式多種多樣。目前,LED按封裝形式分類主要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED等

Lamp-LED(垂直LED)
Lamp-LED早期出現的是直插LED,它的封裝採用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內注入液態環氧樹脂,然後插入壓焊好的LED支架,放入烘箱中讓環氧樹脂固化後,將LED從模腔中脫離出即成型。由於製造工藝相對簡單、成本低,有著較高的市場佔有率。

SMD-LED(表面黏著LED)
貼片LED是貼於線路板表面的,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,採用了更輕的PCB板和反射層材料,改進後去掉了直插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可輕易地將產品重量減輕一半,最終使應用更加完美。

Side-LED(側發光LED)
目前,LED封裝的另一個重點便側面發光封裝。如果想使用LED當LCD(液晶顯示器)的背光光源,那麼LED的側面發光需與表面發光相同,才能使LCD背光發光均勻。雖然使用導線架的設計,也可以達到側面發光的目的,但是散熱效果不好。不過,Lumileds公司發明反射鏡的設計,將表面發光的LED,利用反射鏡原理來發成側光,成功的將高功率LED應用在大尺寸LCD背光模組上。

TOP-LED(頂部發光LED)
頂部發光LED是比較常見的貼片式發光二極體。主要應用于多功能超薄手機和PDA中的背光和狀態指示燈。

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晶片及封裝設計方面向大功率方向發展。目前,能承受數W功率的LED封裝已出現。比如Norlux系列大功率LED的封裝結構為六角形鋁板作底座(使其不導電)的多晶片組合,底座直徑31.75mm,發光區位於其中心部位,直徑約(0.375×25.4)mm,可容納40只LED管芯,鋁板同時作為熱沉。這種封裝採用常規管芯高密度組合封裝,發光效率高,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、發光效率、發光波長、使用壽命等,因此,對功率型LED晶片的封裝設計、製造技術顯得更加重要。

Flip Chip-LED(覆晶LED)
LED覆晶封裝結構是在PCB基本上制有複數個穿孔,該基板的一側的每個穿孔處都設有兩個不同區域且互為開路的導電材質,並且該導電材質是平鋪於基板的表面上,有複數個未經封裝的LED晶片放置於具有導電材質的一側的每個穿孔處,單一LED晶片的正極與負極接點是利用錫球分別與基板表面上的導電材質連結,且於複數個LED晶片面向穿孔的一側的表面皆點著有透明材質的封膠,該封膠是呈一半球體的形狀位於各個穿孔處。屬於倒裝焊結構發光二極體。 

結語

按固體發光物理學原理,LED的發光效能近似100%,因此,LED被譽為21世紀新光源,有望成為繼白熾燈、螢光燈、高強度氣體放電燈之後的第四代光源。展望未來,廠商必將把大功率、高亮度LED放在突出發展位置。LED產業鏈中的襯底、外延、晶片、封裝、應用需共同發展,多方互動培植,而封裝是產業鏈中承上啟下部分,需要大家極大地關注與重視。

RSS RSS     print 列印         announcements 線上投稿        
瀏覽人次:48639
【免責聲明】
1、「LEDinside」包含的內容和資訊是根據公開資料分析和演釋,該公開資料,屬可靠之來源搜集,但這些分析和資訊並未經獨立核實。本網站有權但無此義務,改善或更正在本網站的任何部分之錯誤或疏失。
2、任何在「LEDinside」上出現的資訊(包括但不限於公司資料、資訊、研究報告、產品價格等),力求但不保證資料的準確性,均只作為參考,您須對您自主決定的行為負責。如有錯漏,請以各公司官方網站公佈為準。
3、「LEDinside」資訊服務基於"現況"及"現有"提供,網站的資訊和內容如有更改恕不另行通知。
4、「LEDinside」尊重並保護所有使用用戶的個人隱私權,您註冊的用戶名、電子郵寄地址等個人資料,非經您親自許可或根據相關法律、法規的強制性規定,不會主動地洩露給協力廠商。
【版權聲明】
「LEDinside」所刊原創內容之著作權屬於「LEDinside」網站所有,未經本站之同意或授權,任何人不得以任何形式重制、轉載、散佈、引用、變更、播送或出版該內容之全部或局部,亦不得有其他任何違反本站著作權之行為。