《大功率LED的封装工艺及发展趋势》论文
大功率LED作为第四代电光源,被称为“绿色照明光源”。它具有寿命长、低污染、低功耗、节能和抗冲击等优点。与其它照明器具相比,大功率LED的色性好、光学效率高、光效强,而且可以满足不同需要的高显色指数。然而大功率LED的封装工艺还不够成熟,所以目前大功率LED的封装技术及其散热技术是当今社会研究的热点。
由于封装技术直接影响了LED的使用寿命,因此我们在封装过程中需要考虑很多问题,比如光衰、散热、驱动电源的设计和封装形式等问题。除此之外,对封装工艺也有要求:1低成本2系统效率最大化3易于替换和维护4多个LED可实现模块化5散热系数高。基于以上的封装要求,现在市场上采用的大功率LED的封装工艺最多的就是表面组装贴片式封装(SMT)、板上芯片直装式封装(COB)和系统封装式封装(SIP)这三种封装方式。
表面组装贴片式封装(SMT)是一种新型的LED封装方式,是将已经封装好的LED器件焊接到一个固定位置的封装技术。SMT封装技术的优点是可靠性强、易于自动化实现、高频特性好。SMTLED封装形式是当今电子行业中最流行的一种贴片式封装工艺。
板上芯片直装式(COB)LED封装技术是一种直接贴装技术,是将芯片直接粘贴在印刷电路板上,然后进行引线的缝合,最后使用有机胶将芯片和引线包装保护的工艺。COB工艺主要应用于大功率LED阵列。具有较高的集成度。
系统封装式(SIP)LED封装技术是近年发展起来的技术。它主要是符合了系统便携式以及系统小型化的要求。跟其他LED封装相比,SIP封装的集成度最高,成本相对较低。可以在一个封装内组装多个LED芯片。
LED封装工艺流程一般分为以下几步:固晶→焊线→注胶→冲切→分选→包装。板上芯片直装式LED封装技术相比于其它几种封装方式多了一步围坝,围坝是为了方便后面点荧光粉工序和发光面积的需要。
固晶即通过胶体把晶片粘结在支架的指定区域。固晶的时候为了考虑低热阻,我们选择的基板为铝基板,金属基板散热高具有高而热性高热导性以及电磁
f屏蔽等优点,缺点就是金属热膨胀系数比较大。而陶瓷基板虽然具有耐高温、耐湿热、散热性好等特点,但是成本太高,目前还没有在照明产业得到广泛的应用。固晶胶的选择主要是考虑其粘结力,其颗粒大小,同样固晶胶的薄厚程度决定了LED的热阻,热阻的大小决定了LED的出光率,一般采用的是银胶。固晶的过程为先扩晶,然后固晶,固晶完毕后,进行烘烤,使固晶胶固化,检查固晶胶固化情况r