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MEMS的LED芯片封装光学特性

2022-02-05 00:16分类:电子元器件 阅读:

 

  LED最开始的封装类型主要是如图所示1的T1和T1—3/4。伴随着集成ic发亮输出功率的提升 ,及其应用范围的扩张,其固有的封裝构造不论是在排热,或是在处理速度上面不会再挠达到LED持续进步的必须 。随着着电子封装技术性的持续发展趋势,表层贴片(SMT)封裝技术性逐渐变成 LED封裝技术性的流行,根据SMT技术性封裝的元器件称之为SMD,表层贴膜的SMD—LED在处理速度、排热性和稳定性E都比过去的封裝构造有较大的提升 。

  

LED封装T1和T1—3/4

  现阶段根据SMT的LED封裝关键用输电线架(leadfame)和模塑胶(moulding compound)产生的构造做为处理器的封裝基材,输电线搭起导热和电级导线的功效:而模塑胶做为支承构造,其构造如图2(a)所显示。因为这个构造较为复杂,限定了它无法做得不大。因而对更小规格的封裝(如、SMD0603,SMl30402),一般是将LED芯片立即贴片在PEB板上.如图2(b)。因为这个构造沒有反射面腔,其放光效果很低;该构造具有的另一个现象是PCB的传热性能很差,比如FR4的热导率仅有0.3W/k。这可能限定亮度高LED 的运行输出功率。而由于电子设备处理速度的持续提升 ,对小规格LED的封裝产晶必须 越来越大。因而文中指出了一种融合MEMS加工工艺的硅基LEO集成电路芯片技术性。它具备封裝规格小的优势,与此同时解决了立即将集成ic贴片在PEB上而导致的发亮效果低、传热系数高的缺陷。文章内容最先探讨了反射面腔对LED芯片发亮效果的危害,对反射面腔的构造主要参数与LED发亮高效率之问的关联实现了详尽的剖析,最终制定了封裝生产流程。

  

SMD—LED

  1 硅基封裝的LED电子光学特点剖析

  MEMS 技术性是伴随着半导体材料和微电子的发展趋势丽发展趋势下去的一项新型的微小生产加工技术性,生产加工规格从mm到μm量级,乃至亚微米的细微规格:其加T艺关键分成表层加工工艺和体加工工艺。根据硅基的体加工工艺又称之为体硅加工工艺,体硅加工工艺呵以在硅基材上产生深奥长宽比的凹稽。因为MEMS的生产加工规格不大,因而运用该技术性产生的细微凹形槽做为 LED芯片封裝的反射面腔(如图所示3),可能摆脱现阶段LED芯片立即封裝在PCB板上而造成发亮效果低的难题;与此同时因为硅具备优良的传热特点,因而还可以减少现阶段封裝中传热系数高的难题,进而提升LED芯片的发亮效果和稳定性。图4(a)和(b)得出了当LED芯片立即贴片在PCB板上和贴片在有凹形的硅基上的发亮特点。从圈中还可以看得出,LED贴片在含有凹形槽的硅基上之后其传出光的散发特性获得了非常大的改进,LED的亮度单位提升了75%之上。

  

硅基封装的LED光学特性

  凹形槽产生的反射面腔对IED的发亮特点起着明显的改进,不一样的反射面腔样子对LED的发亮特点有币同的危害。对图三分析可获得,反射面腔的形态关键由删槽的张口规格L,凹形槽的深层h和发送角θ决策。运用TIacepro软件创建如图所示3所显示的实体模型,各自更改L、h和θ的值,求出分别相匹配状况下LED的光照强度,就可以研究出反射面腔的形态与LED发亮特点中间的关联。从而为凹形槽的足寸设计方案给予理论上的具体指导。

  

  图5为LED发送光与折射的反射角θ中间的关联,从图上可看得出当反射角为52度的情况下反射面光照强度获得较大。从理论上讲,硅凹形槽反射角应当设计方案为52度。可是,充分考虑对(100)硅开展浸蚀的情况下,其(111)面和(100)面会全自动产生一个54.7度的角,而根据模拟剖析結果能够测算。当反射角为54.7度的情况下。LED的反射面光照强度只比反射角为52度的情况下小12%,并且光照强度遍布也非常贴近。因而在浸蚀凹形槽的过程中还可以同时使用硅的(100)面和(111)面产生视角做为反射角,这能够很大程度的简单化制作工艺,减少制造成本,并且对LED光照强度的危害也不是非常大。

  

  图 6(a)和(b)各自提供了反射面腔的深层h和张口L与LED光照强度的关联,从图上可获得,反射面腔的深层越重,光照强度越大;开12t越小,光照强度越火。可是在反射角明确的状况一F,深层和开r_l的间距是互相牵制的。当深层一定的情况下,张口越小,则槽的底端会越小、,而槽的底端受芯片尺寸的管束。因而张口有一个極限极小值。隅理,当开几一定的情况下,深层越重,底端几寸越小,罔此深层有一个檄大值,因此 在设计方案槽的K寸的情况下需要融合集成ic的大小开展综合性考虑到。文中中所运用的芯片尺寸为0 4x0 4 x 0 15mm。

  

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