LED封裝多種結構形式解析
：2018-07-26
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目前LED封裝結構形式有100多種，主要的封裝類(lèi)型有Lamp系列40多種、SMD（chip LED和TOP LED）系列30多種、COB系列30多種、PLCC、大功率封裝、光集成封裝和模塊化封裝等，封裝技術(shù)的發(fā)展要緊跟和滿(mǎn)足LED應用產(chǎn)品發(fā)展的需要。
LED封裝技術(shù)的基本內容
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。
?。?）提高出光效率
LED封裝的出光效率一般可達80~90%。
?、龠x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。
?、谶x用高激發(fā)效率、高顯性的熒光粉，顆粒大小適當。
?、垩b片基板（反射杯）要有高反射率，出光率高的光學(xué)設計外形。
?、苓x用合適的封裝工藝，特別是涂覆工藝。
?。?）高光色性能
LED主要的光色技術(shù)參數有：高度、眩光、色溫、顯色性、色容差、光閃爍等。
顯色指數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(lái)實(shí)現，重點(diǎn)改善LED輻射的光譜量分布SPD，向太陽(yáng)光的光譜量分布靠近。要重視量子點(diǎn)熒光粉的開(kāi)發(fā)和應用，來(lái)實(shí)現更好的光色質(zhì)量。
?。?）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理（LED封裝材料退化、綜合應力的影響等），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(shí)，可達5~10萬(wàn)小時(shí)。
?、龠x用合適的封裝材料：結合力要大、應力小、匹配好、氣密性好、耐溫、耐濕（低吸水性）、抗紫外光等。
?、诜庋b散熱材料：高導熱率和高導電率的基板，高導熱率、高導電率和高強度的固晶材料，應力要小。
?、酆线m的封裝工藝：裝片、壓焊、封裝等結合力強，應力要小，結合要匹配。
LED光集成封裝技術(shù)
LED光集成封裝結構現有30多種類(lèi)型，正逐步走向系統集成封裝，是未來(lái)封裝技術(shù)的發(fā)展方向。
?。?）COB集成封裝
COB集成封裝現有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多種封裝結構形式，COB封裝技術(shù)日趨成熟，其優(yōu)點(diǎn)是成本低。COB封裝現占LED光源約40%左右市場(chǎng)，光效達160~178 lm/w，熱阻可達2℃/w，COB封裝是近期LED封裝發(fā)展的趨勢。
?。?）LED晶園級封裝
晶園級封裝從外延做成LED器件只要一次劃片，是LED照明光源需求的多系統集成封裝形式，一般襯底采用硅材料，無(wú)需固晶和壓焊，并點(diǎn)膠成型，形成系統集成封裝，其優(yōu)點(diǎn)是可靠性好、成本低，是封裝技術(shù)發(fā)展方向之一。
?。?）COF集成封裝
COF集成封裝是在柔性基板上大面積組裝中功率LED芯片，它具有高導熱、薄層柔性、成本低、出光均勻、高光效、可彎曲的面光源等優(yōu)點(diǎn)，可提供線(xiàn)光源、面光源和三維光源的各種LED產(chǎn)品，也可滿(mǎn)足LED現代照明、個(gè)性化照明要求，也可作為通用型的封裝組件，市場(chǎng)前景看好。
?。?）LED模塊化集成封裝
模塊化集成封裝一般指將LED芯片、驅動(dòng)電源、控制部分（含IP地址）、零件等進(jìn)行系統集成封裝，統稱(chēng)為L(cháng)ED模塊，具有節約材料、降低成本、可進(jìn)行標準化生產(chǎn)、維護方便等很多優(yōu)點(diǎn)，是LED封裝技術(shù)發(fā)展的方向。
?。?）覆晶封裝技術(shù)
覆晶封裝技術(shù)是由芯片、襯底、凸塊形成了一個(gè)空間，這樣封裝出來(lái)的芯片具有體積小、性能高、連線(xiàn)短等優(yōu)點(diǎn)，采用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工藝、直接壓合等來(lái)達到高功率照明性能要求。
用金錫合金將芯片壓合在基板上，替代以往的銀膠工藝，“直接壓合”替代過(guò)去“回流焊”，具有優(yōu)良的導電效果和導熱面積。該封裝技術(shù)是大功率LED封裝的重要發(fā)展趨勢。
?。?）免封裝芯片技術(shù)
免封裝技術(shù)是一個(gè)技術(shù)的整合，采用倒裝芯片，不用固晶膠、金線(xiàn)和支架是半導體封裝技術(shù)70種工藝形成中的一種。
PFC免封裝芯片產(chǎn)品的光效可提升至200lm/w，發(fā)光角度大于300度的超廣角全周光設計，不要使用二次光學(xué)透鏡，將減少光效的耗損與降低成本，但要投入昂貴的設備。
PFC新產(chǎn)品主打LED照明市場(chǎng)，特別是應用在蠟燭燈上，不僅可以模擬鎢絲燈的造型，同時(shí)可以突破散熱體積的限制。
?。?）LED其他封裝結構形式
?、貳MC封裝結構：是嵌入式集成封裝形式（Embedded LED Chip）不會(huì )直接看到LED光源。
?、贓MC封裝技術(shù)：（Epoxy Molding Compound）以環(huán)氧塑封料為支架的封裝技術(shù)，具有高耐熱、高集成度、抗UV、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但氣密性差些，現已批量生產(chǎn)。
?、跜OG封裝：（Chip On Glass）將LED芯片放在玻璃基板上進(jìn)行封裝。
?、躋FN封裝技術(shù)：小間距顯示屏象素單元小于或等于P.1時(shí)，所采用的封裝形式，將替代PLCC結構，市場(chǎng)前景看好。
?、?D封裝技術(shù)：以三維立體形式進(jìn)行封裝的技術(shù)，正在研發(fā)中。
?、薰β士蚣芊庋b技術(shù)：（Chip-in-Frame Package）在小框架上封裝功率LED芯片，產(chǎn)業(yè)化光效已達160~170 lm/w，可達200 lm/w以上。
LED封裝材料
LED封裝材料品種很多，而且正在不斷發(fā)展，這里只簡(jiǎn)要介紹。
?。?）封裝材料
環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧塑封料、硅膠、有機硅塑料等，技術(shù)上對折射率、內應力、結合力、氣密性、耐高溫、抗紫外線(xiàn)等有要求。
?。?）固晶材料
?、俟叹z：樹(shù)脂類(lèi)和硅膠類(lèi)，內部填充金屬及陶瓷材料。
?、诠簿ь?lèi)：AuSn、SnAg/SnAgCu。
?。?）基板材料：銅、鋁等金屬合金材料
?、偬沾刹牧希篈l2O3、AlN、SiC等。
?、阡X系陶瓷材料：稱(chēng)為第三代封裝材料AlSiC、AlSi等。
?、跾CB基板材料：多層壓?；?，散熱好（導熱率380w/m.k）、成本低。
?、躎ES多晶質(zhì)半導體陶瓷基板，傳熱速度快。
?。?）散熱材料：銅、鋁等金屬合金材料
石墨烯復合材料，導熱率200~1500w/m.k。
PCT高溫特種工程塑料（聚對苯二甲酸1，4-環(huán)已烷二甲脂），加陶瓷纖，耐高溫、低吸水性。
導熱工程塑料：非絕緣型導熱工程塑料，導熱率14w/m.k。
絕緣型導熱工程塑料，導熱率8w/m.k。深圳市極光光電有限公司 專(zhuān)業(yè)LED封轉器件研發(fā)生產(chǎn) 高壓草帽燈珠 高顯色指數燈珠
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