大功率led封装技术

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1、大功率LED封装技术··导读:在现在LED技术中，封装技术起到很关键的作用个，作为LED产业中承上启下的封装技术，它的好坏对下游产业的应用十分关键，现在将对LED的封装技术做一下介绍。o关键字o·       (四)、封装大生产技术　　晶片键合(Waferbonding)技术是指晶片结构和电路的制作、封装都在晶片(Wafer)上进行，封装完成后再进行切割，形成单个的晶片(Chip);与之相对应的晶片键合(Diebonding)是指晶片结构和电路在晶片上完成后，即进行切割形成晶片(Die)，然后对单个晶片进行封装(类似现在的LED封装工艺)，如图8所示。很明显，晶片键合封装的效

2、率和质量更高。由于封装费用在LED器件制造成本中占了很大比例，因此，改变现有的LED封装形式(从晶片键合到晶片键合)，将大大降低封装制造成本。此外，晶片键合封装还可以提高LED器件生产的洁净度，防止键合前的划片、分片工艺对器件结构的破坏，提高封装成品率和可靠性，因而是一种降低封装成本的有效手段。　　此外，对于大功率LED封装，必须在晶片设计和封装设计过程中，尽可能采用工艺较少的封装形式，同时简化封装结构，尽可能减少热学和光学介面数，以降低封装热阻，提高出光效率。　图8   芯片的封装技术       (五)、封装可靠性测试与评估　　LED器件的失效模式主要包括电失效(如短路或

3、断路)、光失效(如高温导致的灌封胶黄化、光学性能劣化等)和机械失效(如引线断裂、脱焊等)，而这些因素都与封装结构和工艺有关。LED的使用寿命以平均失效时间(MTTF)来定义，对于照明用途，一般指LED的输出光通量衰减为初始的70%(对显示用途一般定义为初始值的50%)的使用时间。由于LED寿命长，通常采取加速环境试验的方法进行可靠性测试与评估。测试内容主要包括高温储存(100℃，1000h)、低温储存(-55℃，1000h)、高温高湿(85℃/85%，1000h)、高低温回圈(85℃～-55℃)、热冲击、耐腐蚀性、抗溶性、机械冲击等。然而，加速环境试验只是问题的一个方面，对L

4、ED寿命的预测机理和方法的研究仍是有待研究的难题。　　三、固态照明对大功率LED封装的要求　　与传统照明灯具相比，LED灯具不需要使用滤光镜或滤光片来产生有色光，不仅效率高、光色纯，而且可以实现动态或渐变的色彩变化。在改变色温的同时保持具有高的显色指数，满足不同的应用需要。但对其封装也提出了新的要求，具体体现在：　　(一)模组化　　通过多个LED灯(或模组)的相互连接可实现良好的流明输出叠加，满足高亮度照明的要求。通过模组化技术，可以将多个点光源或LED模组按照随意形状进行组合，满足不同领域的照明要求。　　(二)系统效率最大化　　为提高LED灯具的出光效率，除了需要合适的LE

5、D电源外，还必须采用高效的散热结构和工艺，以及优化内/外光学设计，以提高整个系统效率。　　(三)低成本　　LED灯具要走向市场，必须在成本上具备竞争优势(主要指初期安装成本)，而封装在整个LED灯具生产成本中占了很大部分，因此，采用新型封装结构和技术，提高光效/成本比，是实现LED灯具商品化的关键。　　(四)易于替换和维护　　由于LED光源寿命长，维护成本低，因此对LED灯具的封装可靠性提出了较高的要求。要求LED灯具设计易于改进以适应未来效率更高的LED晶片封装要求，并且要求LED晶片的互换性要好，以便于灯具厂商自己选择采用何种晶片。　　LED灯具光源可由多个分散式点光源组

6、成，由于晶片尺寸小，从而使封装出的灯具重量轻，结构精巧，并可满足各种形状和不同集成度的需求。唯一的不足在于没有现成的设计标准，但同时给设计提供了充分的想像空间。此外，LED照明控制的首要目标是供电。由于一般市电电源是高压交流电(220V，AC)，而LED需要恒流或限流电源。因此必须使用转换电路或嵌入式控制电路(ASICs)，以实现先进的校准和闭环反馈控制系统，对固态光源的使用和控制主要依靠智慧控制和管理软体来实现，从而在用户、信息与光源间建立了新的关联，并且可以充分发挥设计者和消费者的想象力。　　四、结束语　　LED封装是一个涉及到多学科(如光学、热学、机械、电学、力学、材料

7、、半导体等)的研究课题。从某种角度而言，LED封装不仅是一门制造技术，而且也是一门基础科学，良好的封装需要对热学、光学、材料和工艺力学等物理本质的理解和应用。LED封装设计应与晶片设计同时进行，并且需要对光、热、电、结构等性能统一考虑。在封装过程中，虽然材料(散热基板、萤光粉、灌封胶)选择很重要，但封装结构(如热学介面、光学介面)对LED光效和可靠性影响也很大，大功率白光LED封装必须采用新材料，新工艺，新思路。对于LED灯具而言，更是需要将光源、散热、供电和灯具等集成考虑。集成封装大功率LED照明光源