LED封裝技術發(fā)光原理
LED的核心發(fā)光部分是由p型和n型半導體構成的pn結管芯,當注入pn結的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時,就會發(fā)出可見光,紫外光或近紅外光。但pn結區(qū)發(fā)出的光子是非定向的,即向各個方向發(fā)射有相同的幾率,因此,并不是管芯產生的所有光都可以釋放出來,這主要取決于半導體材料質量、管芯結構及幾何形狀、封裝內部結構與包封材料,應用要求提高LED的內、外部量子效率。常規(guī)Φ5mm型LED封裝是將邊長0.25mm的正方形管芯粘結或燒結在引線架上,管芯的正極通過球形接觸點與金絲,鍵合為內引線與一條管腳相連,負極通過反射杯和引線架的另一管腳相連,然后其頂部用環(huán)氧樹脂包封。反射杯的作用是收集管芯側面、界面發(fā)出的光,向期望的方向角內發(fā)射。頂部包封的環(huán)氧樹脂做成一定形狀,有這樣幾種作用:保護管芯等不受外界侵蝕;采用不同的形狀和材料性質(摻或不摻散色劑),起透鏡或漫射透鏡功能,控制光的發(fā)散角;管芯折射率與空氣折射率相關太大,致使管芯內部的全反射臨界角很小,其有源層產生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯內部經多次反射而被吸收,易發(fā)生全反射導致過多光損失,選用相應折射率的環(huán)氧樹脂作過渡,提高管芯的光出射效率。用作構成管殼的環(huán)氧樹脂須具有耐濕性,絕緣性,機械強度,對管芯發(fā)出光的折射率和透射率高。選擇不同折射率的封裝材料,封裝幾何形狀對光子逸出效率的影響是不同的,發(fā)光強度的角分布也與管芯結構、光輸出方式、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若采用尖形樹脂透鏡,可使光集中到LED的軸線方向,相應的視角較小;如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平面型,其相應視角將增大。
一般情況下,LED的發(fā)光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃,光譜寬度隨之增加,影響顏色鮮艷度。另外,當正向電流流經pn結,發(fā)熱性損耗使結區(qū)產生溫升,在室溫附近,溫度每升高1℃,LED的發(fā)光強度會相應地減少1%左右,封裝散熱;時保持色純度與發(fā)光強度非常重要,以往多采用減少其驅動電流的辦法,降低結溫,多數(shù)LED的驅動電流限制在20mA左右。但是,LED的光輸出會隨電流的增大而增加,很多功率型LED的驅動電流可以達到70mA、100mA甚至1A級,需要改進封裝結構,全新的LED封裝設計理念和低熱阻封裝結構及技術,改善熱特性。例如,采用大面積芯片倒裝結構,選用導熱性能好的銀膠,增大金屬支架的表面積,焊料凸點的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外,在應用設計中,PCB線路板等的熱設計、導熱性能也十分重要。
進入21世紀后,LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新,紅、橙LED光效已達到100Im/W,綠LED為501m/W,單只LED的光通量也達到數(shù)十Im。LED芯片和封裝不再沿襲傳統(tǒng)的設計理念與制造生產模式,在增加芯片的光輸出方面,研發(fā)不僅僅限于改變材料內雜質數(shù)量,晶格缺陷和位錯來提高內部效率,同時,如何改善管芯及封裝內部結構,增強LED內部產生光子出射的幾率,提高光效,解決散熱,取光和熱沉優(yōu)化設計,改進光學性能,加速表面貼裝化SMD進程更是產業(yè)界研發(fā)的主流方向。
自上世紀九十年代以來,LED芯片及材料制作技術的研發(fā)取得多項突破,透明襯底梯形結構、紋理表面結構、芯片倒裝結構,商品化的超高亮度(1cd以上)紅、橙、黃、綠、藍的LED產品相繼問市,如表1所示,2000年開始在低、中光通量的特殊照明中獲得應用。LED的上、中游產業(yè)受到前所未有的重視,進一步推動下游的封裝技術及產業(yè)發(fā)展,采用不同封裝結構形式與尺寸,不同發(fā)光顏色的管芯及其雙色、或三色組合方式,可生產出多種系列,品種、規(guī)格的產品。
LED產品封裝結構的類型如表2所示,也有根據(jù)發(fā)光顏色、芯片材料、發(fā)光亮度、尺寸大小等情況特征來分類的。單個管芯一般構成點光源,多個管芯組裝一般可構成面光源和線光源,作信息、狀態(tài)指示及顯示用,發(fā)光顯示器也是用多個管芯,通過管芯的適當連接(包括串聯(lián)和并聯(lián))與合適的光學結構組合而成的,構成發(fā)光顯示器的發(fā)光段和發(fā)光點。表面貼裝LED可逐漸替代引腳式LED,應用設計更靈活,已在LED顯示市場中占有一定的份額,有加速發(fā)展趨勢。固體照明光源有部分產品上市,成為今后LED的中、長期發(fā)展方向。
LED腳式封裝采用引線架作各種封裝外型的引腳,是最先研發(fā)成功投放市場的封裝結構,品種數(shù)量繁多,技術成熟度較高,封裝內結構與反射層仍在不斷改進。標準LED被大多數(shù)客戶認為是顯示行業(yè)中最方便、最經濟的解決方案,典型的傳統(tǒng)LED安置在能承受0.1W輸入功率的包封內,其90%的熱量是由負極的引腳架散發(fā)至PCB板,再散發(fā)到空氣中,如何降低工作時pn結的溫升是封裝與應用必須考慮的。包封材料多采用高溫固化環(huán)氧樹脂,其光性能優(yōu)良,工藝適應性好,產品可*性高,可做成有色透明或無色透明和有色散射或無色散射的透鏡封裝,不同的透鏡形狀構成多種外形及尺寸,例如,圓形按直徑分為Φ2mm、Φ3mm、Φ4.4mm、Φ5mm、Φ7mm等數(shù)種,環(huán)氧樹脂的不同組份可產生不同的發(fā)光效果?;ㄉc光源有多種不同的封裝結構:陶瓷底座環(huán)氧樹脂封裝具有較好的工作溫度性能,引腳可彎曲成所需形狀,體積?。唤饘俚鬃芰戏瓷湔质椒庋b是一種節(jié)能指示燈,適作電源指示用;閃爍式將CMOS振蕩電路芯片與LED管芯組合封裝,可自行產生較強視覺沖擊的閃爍光;雙色型由兩種不同發(fā)光顏色的管芯組成,封裝在同一環(huán)氧樹脂透鏡中,除雙色外還可獲得第三種的混合色,在大屏幕顯示系統(tǒng)中的應用極為廣泛,并可封裝組成雙色顯示器件;電壓型將恒流源芯片與LED管芯組合封裝,可直接替代5—24V的各種電壓指示燈。面光源是多個LED管芯粘結在微型PCB板的規(guī)定位置上,采用塑料反射框罩并灌封環(huán)氧樹脂而形成,PCB板的不同設計確定外引線排列和連接方式,有雙列直插與單列直插等結構形式。點、面光源現(xiàn)已開發(fā)出數(shù)百種封裝外形及尺寸,供市場及客戶適用。
LED發(fā)光顯示器可由數(shù)碼管或米字管、符號管、矩陳管組成各種多位產品,由實際需求設計成各種形狀與結構。以數(shù)碼管為例,有反射罩式、單片集成式、單條七段式等三種封裝結構,連接方式有共陽極和共陰極兩種,一位就是通常說的數(shù)碼管,兩位以上的一般稱作顯示器。反射罩式具有字型大,用料省,組裝靈活的混合封裝特點,一般用白色塑料制作成帶反射腔的七段形外殼,將單個LED管芯粘結在與反射罩的七個反射腔互相對位的PCB板上,每個反射腔底部的中心位置是管芯形成的發(fā)光區(qū),用壓焊方法鍵合引線,在反射罩內滴人環(huán)氧樹脂,與粘好管芯的PCB板對位粘合,然后固化即成。反射罩式又分為空封和實封兩種,前者采用散射劑與染料的環(huán)氧樹脂,多用于單位、雙位器件;后者上蓋濾色片與勻光膜,并在管芯與底板上涂透明絕緣膠,提高出光效率,一般用于四位以上的數(shù)字顯示。單片集成式是在發(fā)光材料晶片上制作大量七段數(shù)碼顯示器圖形管芯,然后劃片分割成單片圖形管芯,粘結、壓焊、封裝帶透鏡(俗稱魚眼透鏡)的外殼。單條七段式將已制作好的大面積LED芯片,劃割成內含一只或多只管芯的發(fā)光條,如此同樣的七條粘結在數(shù)碼字形的可伐架上,經壓焊、環(huán)氧樹脂封裝構成。單片式、單條式的特點是微小型化,可采用雙列直插式封裝,大多是專用產品。LED光柱顯示器在106mm長度的線路板上,安置101只管芯(最多可達201只管芯),屬于高密度封裝,利用光學的折射原理,使點光源通過透明罩殼的13-15條光柵成像,完成每只管芯由點到線的顯示,封裝技術較為復雜。
半導體pn結的電致發(fā)光機理決定LED不可能產生具有連續(xù)光譜的白光,同時單只LED也不可能產生兩種以上的高亮度單色光,只能在封裝時借助熒光物質,藍或紫外LED管芯上涂敷熒光粉,間接產生寬帶光譜,合成白光;或采用幾種(兩種或三種、多種)發(fā)不同色光的管芯封裝在一個組件外殼內,通過色光的混合構成白光LED。這兩種方法都取得實用化,日本2000年生產白光LED達1億只,發(fā)展成一類穩(wěn)定地發(fā)白光的產品,并將多只白光LED設計組裝成對光通量要求不高,以局部裝飾作用為主,追求新潮的電光源。
在2002年,表面貼裝封裝的LED(SMDLED)逐漸被市場所接受,并獲得一定的市場份額,從引腳式封裝轉向SMD符合整個電子行業(yè)發(fā)展大趨勢,很多生產廠商推出此類產品。
早期的SMD LED大多采用帶透明塑料體的SOT-23改進型,卷盤式容器編帶包裝。在SOT-23基礎上,前者為單色發(fā)光,后者為雙色或三色發(fā)光。近些年,SMD LED成為一個發(fā)展熱點,很好地解決了亮度、視角、平整度、可*性、一致性等問題,采用更輕的PCB板和反射層材料,在顯示反射層需要填充的環(huán)氧樹脂更少,并去除較重的碳鋼材料引腳,通過縮小尺寸,降低重量,可輕易地將產品重量減輕一半,最終使應用更趨完美,尤其適合戶內,半戶外全彩顯示屏應用。
表3示出常見的SMD LED的幾種尺寸,以及根據(jù)尺寸(加上必要的間隙)計算出來的最佳觀視距離。焊盤是其散熱的重要渠道,廠商提供的SMD LED的數(shù)據(jù)都是以4.0×4.0mm的焊盤為基礎的,采用回流焊可設計成焊盤與引腳相等。超高亮度LED產品可采用PLCC(塑封帶引線片式載體)-2封裝,通過獨特方法裝配高亮度管芯,產品熱阻為400K/W,可按CECC方式焊接,其發(fā)光強度在50mA驅動電流下達1250mcd。七段式的一位、兩位、三位和四位數(shù)碼SMD LED顯示器件的字符高度為12.7mm,顯示尺寸選擇范圍寬。PLCC封裝避免了引腳七段數(shù)碼顯示器所需的手工插入與引腳對齊工序,符合自動拾取—貼裝設備的生產要求,應用設計空間靈活,顯示鮮艷清晰。多色PLCC封裝帶有一個外部反射器,可簡便地與發(fā)光管或光導相結合,用反射型替代透射型光學設計,為大范圍區(qū)域提供統(tǒng)一的照明,研發(fā)在3.5V、1A驅動條件下工作的功率型SMD LED封裝。
LED芯片及封裝向大功率方向發(fā)展,在大電流下產生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量,必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題,因此,管殼及封裝也是其關鍵技術,能承受數(shù)W功率的LED封裝已出現(xiàn)。5W系列白、綠、藍綠、藍的功率型LED從2003年初開始供貨,白光LED光輸出達1871lm,光效44.31lm/W綠光衰問題,開發(fā)出可承受10W功率的LED,大面積管;匕尺寸為2.5×2.5mm,可在5A電流下工作,光輸出達2001lm,作為固體照明光源有很大發(fā)展空間。
Luxeon系列功率LED是將A1GalnN功率型倒裝管芯倒裝焊接在具有焊料凸點的硅載體上,然后把完成倒裝焊接的硅載體裝入熱沉與管殼中,鍵合引線進行封裝。這種封裝對于取光效率,散熱性能,加大工作電流密度的設計都是最佳的。其主要特點:熱阻低,一般僅為14℃/W,只有常規(guī)LED的1/10;可靠性高,封裝內部填充穩(wěn)定的柔性膠凝體,在-40-120℃范圍,不會因溫度驟變產生的內應力,使金絲與引線框架斷開,并防止環(huán)氧樹脂透鏡變黃,引線框架也不會因氧化而玷污;反射杯和透鏡的最佳設計使輻射圖樣可控和光學效率最高。另外,其輸出光功率,外量子效率等性能優(yōu)異,將LED固體光源發(fā)展到一個新水平。
Norlux系列功率LED的封裝結構為六角形鋁板作底座(使其不導電)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。管芯的鍵合引線通過底座上制作的兩個接觸點與正、負極連接,根據(jù)所需輸出光功率的大小來確定底座上排列管芯的數(shù)目,可組合封裝的超高亮度的AlGaInN和AlGaInP管芯,其發(fā)射光分別為單色,彩色或合成的白色,最后用高折射率的材料按光學設計形狀進行包封。這種封裝采用常規(guī)管芯高密度組合封裝,取光效率高,熱阻低,較好地保護管芯與鍵合引線,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。
在應用中,可將已封裝產品組裝在一個帶有鋁夾層的金屬芯PCB板上,形成功率密度LED,PCB板作為器件電極連接的布線之用,鋁芯夾層則可作熱沉使用,獲得較高的發(fā)光通量和光電轉換效率。此外,封裝好的SMD LED體積很小,可靈活地組合起來,構成模塊型、導光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。
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芯片的封裝設計、制造技術更顯得尤為重要。
COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB,通過基板直接散熱,不僅能減少支架的制造工藝及其成本,還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢。
從成本和應用角度來看,COB成為未來燈具化設計的主流方向。COB封裝的LED模塊在底板上安裝了多枚LED芯片,使用多枚芯片不僅能夠提高亮度,還有助于實現(xiàn)LED芯片的合理配置,降低單個LED芯片的輸入電流量以確保高效率。而且這種面光源能在很大程度上擴大封裝的散熱面積,使熱量更容易傳導至外殼。
半導體照明燈具要進入通用照明領域,生產成本是第一大制約因素。要降低半導體照明燈具的成本,必須首先考慮如何降低LED的封裝成本。傳統(tǒng)的LED燈具做法是:LED光源分立器件→MCPCB光源模組→LED燈具,主要是基于沒有適用的核心光源組件而采取的做法,不但耗工費時,而且成本較高。實際上,如果走“COB光源模塊→LED燈具”的路線,不但可以省工省時,而且可以節(jié)省器件封裝的成本。
在成本上,與傳統(tǒng)COB光源模塊在照明應用中可以節(jié)省器件封裝成本、光引擎模組制作成本和二次配光成本。在相同功能的照明燈具系統(tǒng)中,總體可以降低30%左右的成本,這對于半導體照明的應用推廣有著十分重大的意義。在性能上,通過合理地設計和模造微透鏡,COB光源模塊可以有效地避免分立光源器件組合存在的點光、眩光等弊端,還可以通過加入適當?shù)募t色芯片組合,在不降低光源效率和壽命的前提下,有效地提高光源的顯色性(已經可以做到90以上)。
在應用上,COB光源模塊可以使照明燈具廠的安裝生產更簡單和方便。在生產上,現(xiàn)有的工藝技術和設備完全可以支持高良品率的COB光源模塊的大規(guī)模制造。隨著LED照明市場的拓展,燈具需求量在快速增長,我們完全可以根據(jù)不同燈具應用的需求,逐步形成系列COB光源模塊主流產品,以便大規(guī)模生產。
一、工藝:
1)清洗:采用超聲波清洗PCB或LED支架,并烘干。
2)裝架:在LED管芯底部電極備上銀膠后進行擴張,將擴張后的管芯安置在刺晶臺上,在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在PCB或LED相應的焊盤上,隨后進行燒結使銀膠固化。
3)壓焊:用鋁絲或金絲焊機將電極連接到LED管芯上,以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的,一般采用鋁絲焊機。
4)封裝:通過點膠,用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護起來。在PCB板上點膠,對固化后膠體形狀有嚴格要求,這直接關系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔點熒光粉的任務。
5)焊接:如果背光源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED,則在裝配工藝之前,需要將LED焊接到PCB板上。
6)切膜:用沖床模切背光源所需的各種擴散膜、反光膜等。
7)裝配:根據(jù)圖紙要求,將背光源的各種材料手工安裝正確的位置。
8)測試:檢查背光源光電參數(shù)及出光均勻性是否良好。
9)包裝:將成品按要求包裝、入庫。
二、封裝工藝
1、LED的封裝的任務
是將外引線連接到LED芯片的電極上,同時保護好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。關鍵工序有裝架、壓焊、封裝。
2、LED封裝形式
LED封裝形式可以說是五花八門,主要根據(jù)不同的應用場合采用相應的外形尺寸,散熱對策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。
3、LED封裝工藝流程
三、封裝工藝說明
1、芯片檢驗
鏡檢:材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑
芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求;電極圖案是否完整
2、擴片
由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小,不利于后工序的操作。我們采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張,是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm.也可以采用手工擴張,但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。
3、點膠
在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。工藝難點在于點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。
4、備膠
和點膠相反,備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠,但不是所有產品均適用備膠工藝。
5、手工刺片
將擴張后LED芯片安置在刺片臺的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處,便于隨時更換不同的芯片,適用于需要安裝多種芯片的產品。
6、自動裝架
自動裝架其實是結合了沾膠和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠,然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置,再安置在相應的支架位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設備操作編程,同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對LED芯片表面的損傷,特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。
7、燒結
燒結的目的是使銀膠固化,燒結要求對溫度進行監(jiān)控,防止批次性不良。銀膠燒結的溫度一般控制在150℃,燒結時間2小時。根據(jù)實際情況可以調整到170℃,1小時。絕緣膠一般150℃,1小時。
銀膠燒結烘箱的必須按工藝要求隔2小時打開更換燒結的產品,中間不得隨意打開。燒結烘箱不得再其他用途,防止污染。
8、壓焊
壓焊的目的將電極引到LED芯片上,完成產品內外引線的連接工作。LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。鋁絲壓焊的過程是先在LED芯片電極上壓上第一點,再將鋁絲拉到相應的支架上方,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其余過程類似。壓焊是LED封裝技術中的關鍵環(huán)節(jié),工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲拱絲形狀,焊點形狀,拉力。對壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問題,如金絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀選用、劈刀運動軌跡等等。
9、點膠封裝
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種?;旧瞎に嚳刂频碾y點是氣泡、多缺料、黑點。設計上主要是對材料的選型,選用結合良好的環(huán)氧和支架。一般情況下TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高,主要難點是對點膠量的控制,因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的問題。
10、灌膠封裝
Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內注入液態(tài)環(huán)氧,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環(huán)氧固化后,將LED從模腔中脫出即成型。
11、模壓封裝
將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機合模并抽真空,將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環(huán)氧順著膠道進入各個LED成型槽中并固化。
12、固化與后固化
固化是指封裝環(huán)氧的固化,一般環(huán)氧固化條件在135℃,1小時。模壓封裝一般在150℃,4分鐘。
13、后固化
后固化是為了讓環(huán)氧充分固化,同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架的粘接強度非常重要。一般條件為120℃,4小時。
14、切筋和劃片
由于LED在生產中是連在一起的,Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上,需要劃片機來完成分離工作。
15、測試
測試LED的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸,同時根據(jù)客戶要求對LED產品進行分選。
16、包裝
將成品進行計數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。2100433B
LED封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發(fā)展與演變而來的,但卻有很大的特殊性。一般情況下,分立器件的管芯被密封在封裝體內,封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號,保...
圍繞原子核運動的電子從一個軌道跳躍到另一個軌道時,會吸收或釋放電磁波,釋放電磁波的頻率在可見光波范圍內時,我們就會看到可見光。
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第 1 頁 共 12 頁 白光 LED, 白光 LED 封裝技術 對于普通照明而言,人們需要的主要是白色的光源。 1998 年發(fā)白光的 LED 開發(fā)成功。這種 LED 是將 GaN 芯片和釔鋁石榴石( YAG) 封裝在一起做成。 GaN 芯片發(fā)藍光( λp=465nm ,Wd=30nm ),高溫燒結制成的含 Ce3+ 的 YAG 熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色 光,峰值 550nm 。藍光 LED 基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有 YAG 的樹脂薄層,約 200-500nm 。 LED 基片發(fā)出的藍光部分 被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合,可以得到得白光。現(xiàn)在,對于 InGaN/YAG 白色 LED,通過改變 YAG 熒光粉 的化學組成和調節(jié)熒光粉層的厚度,可以獲得色溫 3500-10000K 的各色白光。 白光就是有各種顏色光組成的 ,平常的太陽光 ,日光燈都屬于白光 白
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LED 封裝技術大全 LED封裝所驅動的功率大小受限于封裝體熱阻與所搭配之散熱模塊 (Rca) ,兩者決定 LED的 系統(tǒng)熱阻和穩(wěn)態(tài)所能忍受的最大功率值。 為降低封裝熱阻, 業(yè)者試圖加大封裝體內 LED晶粒 分布距離, 然 LED晶粒分布面積不宜太大, 過大的發(fā)光面積會使后續(xù)光學難以處理, 也限制 該產品的應用。 不可一味將更多的 LED晶粒封裝于單一體內, 以求達到高功率封裝目的, 因 為仍有諸多因素待考慮,尤其是對于應用面。 多晶粒封裝材料不斷發(fā)展 隨著 LED封裝 功率提升,多晶粒封裝 (Multi-chip Package)成為趨勢,傳統(tǒng)高功率 LED 封裝多采用塑料射出之預成型導線架 (Pre-mold Lead Frame) 方式 (圖 1a),封裝載體 (Carrier) 又稱為芯片承載 (Die Pad),為一連續(xù)的金屬塊,已無法滿足多晶粒串接之電性需 求,電性串并聯(lián)方式直
大功率LED封裝由于結構和工藝復雜,并直接影響到LED的使用性能和壽命,特別是大功率白光LED封裝更是研究熱點中的熱點。LED封裝的功能主要包括:1.機械保護,以提高可靠性;2.加強散熱,以降低芯片結溫,提高LED性能;3.光學控制,提高出光效率,優(yōu)化光束分布;4.供電管理,包括交流/直流轉變,以及電源控制等。
LED封裝方法、材料、結構和工藝的選擇主要由芯片結構、光電/機械特性、具體應用和成本等因素決定。經過40多年的發(fā)展,LED封裝先后經歷了支架式(Lamp LED)、貼片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等發(fā)展階段。隨著芯片功率的增大,特別是固態(tài)照明技術發(fā)展的需求,對LED封裝的光學、熱學、電學和機械結構等提出了新的、更高的要求。為了有效地降低封裝熱阻,提高出光效率,必須采用全新的技術思路來進行封裝設計。
1、擴晶,把排列的密密麻麻的晶片弄開一點便于固晶。
2、固晶,在支架底部點上導電/不導電的膠水(導電與否視晶片是上下型PN結還是左右型PN結而定)然后把晶片放入支架里面。
3、短烤,讓膠水固化焊線時晶片不移動。
4、焊線,用金線把晶片和支架導通。
5、前測,初步測試能不能亮。
6、灌膠,用膠水把芯片和支架包裹起來。
7、長烤,讓膠水固化。
8、后測,測試能亮與否以及電性參數(shù)是否達標。
9、分光分色,把顏色和電壓大致上一致的產品分出來。
10、包裝。
隨著發(fā)光二極管(LED)制造工藝的進步,新材料的開發(fā),各種顏色的超高亮度LED取得了突破性發(fā)展,LED成為第四代光源已指日可待。本書介紹LED的基礎知識,詳細敘述了LED的原材料、封裝制程、封裝形式與技術、封裝的配光基礎、性能指標與測試,以及LED封裝防靜電的知識和行業(yè)標準等,本書可作為大學相關專業(yè)的教材,也可作為LED生產企業(yè)技術人員、管理人員的參考資料。 2100433B