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LED封装技术的要素有三点:封装结构设计、选用合适封装材料和工艺水平,目前LED封装结构形式有100多种,主要的封装类型有Lamp系列40多种、 SMD(chip LED和TOP LED)系列30多种、COB系列30多种、PLCC、大功率封装、光集成封装和模块化封装等,封装技术的发展要紧跟和满足LED应用产品发展的需要。 LED封装技术的基本内容/ U% t7 c$ g5 X8 w. Y9 I
LED封装技术的基本要求是:提高出光效率、高光色性能及器件可靠性。
' D/ p' R6 n% ?, p: j (1)提高出光效率
3 D; v, T$ k3 q" G% [4 d LED封装的出光效率一般可达80~90%。 Q4 u8 M# r/ e+ h
①选用透明度更好的封装材料:透明度≥95%(1mm厚度),折射率大于1.5等。
5 _$ l, d, W! d ?" p ②选用高激发效率、高显性的荧光粉,颗粒大小适当。+ o/ _% U( R' }' n( P" ~
③装片基板(反射杯)要有高反射率,出光率高的光学设计外形。- m4 m6 s( d% {" J x
④选用合适的封装工艺,特别是涂覆工艺。- z& t3 ^' A @+ a
(2)高光色性能
+ d4 \- t6 `1 L' T. X LED主要的光色技术参数有:高度、眩光、色温、显色性、色容差、光闪烁等。) h: | g% H; D7 J% I0 }" }
显色指数CRI≥70(室外)、≥80(室外)、≥90(美术馆等)
) p! M7 t# m* i, o: j 色容差≤3 SDCM、≤5 SDCM(全寿命期间)
& X- ]& a3 w$ Q. V: U" Q; [" T 封装上要采用多基色组合来实现,重点改善LED辐射的光谱量分布SPD,向太阳光的光谱量分布靠近。要重视量子点荧光粉的开发和应用,来实现更好的光色质量。
9 q. X( M3 u( V% q% R (3)LED器件可靠性& c L p1 h4 L- ~8 W" B
LED可靠性包含在不同条件下LED器件性能变化及各种失效模式机理(LED封装材料退化、综合应力的影响等),这是主要提到可靠性的表征值—寿命,目前LED器件寿命一般为3~5小时,可达5~10万小时。
~3 T" N! ^. i' D# O ^; p* Q# U4 { ①选用合适的封装材料:结合力要大、应力小、匹配好、气密性好、耐温、耐湿(低吸水性)、抗紫外光等。
, s- S4 N2 F4 Y9 A ②封装散热材料:高导热率和高导电率的基板,高导热率、高导电率和高强度的固晶材料,应力要小。
, L, N- k) c) c% } ③合适的封装工艺:装片、压焊、封装等结合力强,应力要小,结合要匹配。
% m# r( V7 r: z' Q6 {8 _ LED光集成封装技术
6 X, G. o3 H2 G1 V3 D- n! O LED光集成封装结构现有30多种类型,正逐步走向系统集成封装,是未来封装技术的发展方向。9 c+ J' P, P6 F- p
(1)COB集成封装
" U% B5 I3 [( B' v( X COB集成封装现有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多种封装结构形式,COB封装技术日趋成熟,其优点是成本低。COB封装现占LED光源约40%左右市场,光效达160~178 lm/w,热阻可达2℃/w,COB封装是近期LED封装发展的趋势。
* l/ \6 v: B8 d8 x! }0 _; O. v" `8 X (2)LED晶园级封装- l, I( F6 E& ?8 C+ x
晶园级封装从外延做成LED器件只要一次划片,是LED照明光源需求的多系统集成封装形式,一般衬底采用硅材料,无需固晶和压焊,并点胶成型,形成系统集成封装,其优点是可靠性好、成本低,是封装技术发展方向之一。3 T* S' f0 ^* V
(3)COF集成封装) W0 c8 Y( ?, k& _) v
COF集成封装是在柔性基板上大面积组装中功率LED芯片,它具有高导热、薄层柔性、成本低、出光均匀、高光效、可弯曲的面光源等优点,可提供线光源、面光源和三维光源的各种LED产品,也可满足LED现代照明、个性化照明要求,也可作为通用型的封装组件,市场前景看好。
# L7 Y) K& Q/ @7 D) o- i4 a D (4)LED模块化集成封装
! d- ]4 X3 t1 j0 B( C 模块化集成封装一般指将LED芯片、驱动电源、控制部分(含IP地址)、零件等进行系统集成封装,统称为LED模块,具有节约材料、降低成本、可进行标准化生产、维护方便等很多优点,是LED封装技术发展的方向。0 \# y+ U! a O1 N
(5)覆晶封装技术# w8 W A2 \/ c. ]5 D4 o% u/ g
覆晶封装技术是由芯片、衬底、凸块形成了一个空间,这样封装出来的芯片具有体积小、性能高、连线短等优点,采用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工艺、直接压合等来达到高功率照明性能要求。用金锡合金将芯片压合在基板上,替代以往的银胶工艺,“直接压合”替代过去“回流焊”,具有优良的导电效果和导热面积。该封装技术是大功率LED封装的重要发展趋势。7 A: E2 Z+ Y& m% [
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