LED现阶段首要的封裝技术性较为

1）led单集成电路芯片

led过去的30很多年里，获得迅猛发展。第一批商品发生在1968年，工作中电流量20mA的led的流明值仅有千分之一几流明度，相对应的发亮效果为0.1 lm/W，并且仅有一种灯色为650 nm的红色光。70年代初该技术性发展迅速，发亮效果做到1 lm/W，色调也扩张到鲜红色、翠绿色和淡黄色。随着着新型材料的创造发明和特效的提升 ，单独led灯源的输出功率和流明值也在快速提升。原来，一般led的工作电压仅为 20 mA。到二十世纪90年代，一种编号为“食人鲳”的led灯源的工作电压提升到50-70mA，而新式功率大的led的工作电压做到300—500 mA。尤其是1998年白光灯led的研发取得成功，促使led运用从纯粹的标志表明作用向照明灯具作用迈开了实质的一步。图2-1到图2-4叙述了led的发展史。

图2-1 一般led关键用以显示灯


图2-2 亮度高led关键用以照明灯具


图2-3 食人鲳led


图2-4 功率大的led

A 输出功率型led封装技术性现况

输出功率型led分成输出功率led和瓦(W)级输出功率led二种。输出功率led的输入功率低于1W(几十毫瓦输出功率led以外)；W级输出功率led的输入功率相当于或超过1W。
最开始有HP企业于二十世纪90年代初发布“食人鲳”封裝构造的 led，并于1994年发布改进版的“Snap led”，有2种工作中电流量，各自为70mA和150mA，输入功率可以达到0.3W。然后OSRAM企业发布“Power TOP led”，以后一些企业发布多种多样输出功率led的封裝构造。这种构造的输出功率led比原支撑架式封裝的led输入功率提升好几倍，传热系数降为以前的一些之一。

W级输出功率led是将来照明灯具的关键，全球各大企业资金投入非常大能量，对其封裝技术性开展科学研究开发设计。soc芯片W级输出功率led最开始是由Lumileds企业于1998年发布的LUXEON led，该封裝构造的特征是选用热电厂分离出来的方式，将倒装句集成ic用硅媒介立即焊在热沉上，并选用反射面杯、光学镜片和软性透明胶带等新构造和新型材料，现可给予soc芯片1W、3W和5W的功率大的led，Lumileds企业具有多种输出功率型白光灯二极管封装层面的发明专利。OSRAM于2003年发布soc芯片的Golden Dragon”系列产品led，其优点是热沉与金属材料pcb线路板直接接触，具备不错的导热特性，而输入功率可以达到1W。日亚的1W led工作中电流量为350 mA，白光灯、高清蓝光、绿蓝光和绿色光的流明值各自为23、7、28和20流明度，预估其使用寿命为五万钟头。

B 输出功率型led封装技术性简述

半导体材料led若想做为照明灯具灯源，基本设备的流明值与日光灯和荧光灯管等实用性灯源对比，间距甚大。因而，led要在照明灯具行业发展趋势，关键是要将其放光高效率、流明值提升至目前照明灯具光线的级别。因为led集成ic输入功率的持续提升 ，输出功率型led封装技术性关键应符合下面二点规定：①封裝构造要有高的取光高效率；②传热系数要尽量低，那样能够确保输出功率led的光学特性和稳定性。

输出功率型led常用的外延性原材料选用MOCVD的外延性成长技术性和多量子阱构造，尽管其中量子效率还需进一步提高，但得到多发流明值的最大的阻碍仍是处理器的取光高效率低。目前的输出功率型led的设计方案运用了倒装句焊新构造来提升集成ic的取光高效率，改进集成ic的热特点，并根据扩大集成ic总面积，增加工作中电流量来提升电子元器件的光电转换高效率，进而获取较高的发流明值，除开集成ic外，元器件的封裝技术性也至关重要。

输出功率型led封装核心技术：

a.排热技术性

传统式的显示灯型led封装构造，一般是用导电性或者非导电胶将集成ic装在小规格的反射面杯里或载片台子上，由金絲进行元器件的內外联接后用环氧胶封裝而成，其传热系数达到150～250℃/W，新的输出功率型集成ic若选用传统的led封装方式，可能由于排热不好而造成 集成ic结温快速升高和环氧树脂炭化变黄，进而导致元件的加快光损直到无效，乃至由于快速的热变形所造成的地应力导致引路而无效。

针对大工作中电流量的输出功率型led集成ic，低传热系数、排热优良及低地应力的新的封裝构造是输出功率型led元器件的技术性重要。可选用低阻率、高传热性能的原材料粘接集成ic；在集成ic下边加铜或铝制热沉，并选用半包裹构造，加快排热；乃至设计方案二次热管散热，来减少元器件的传热系数；在元器件的內部，添充清晰度高的软性硅橡胶，胶体溶液不容易因溫度急剧转变 而造成 元器件引路，也不会发生变黄状况；零件原材料也应综合考虑其传热、排热特点，以得到较好的总体热特点。

一般led和功率大的led封装构造各自见图2-5，图2-6。传热系数标准值见表2-1。

2-5 一般led封装框架图

图2-6 功率大的led封装框架图

表2-1一般led与功率大的led的传热系数标准值比照

led输出功率 传热系数参照 (℃/W)

一般led 150～250

1W led ＜ 50

3W led ＜ 30

5W led ＜ 18

10W led ＜ 9

b 二次光学系统技术性

为提升电子元器件的取光高效率，设计方案另加的反射面杯与多种光学镜片。

c.输出功率型led白光灯技术性

普遍的完成白光灯的加工工艺办法有以下三种：

① 深蓝色集成ic上刷上YAG夜光粉，高清蓝光激起夜光粉传出的黄绿光与高清蓝光生成白光灯。该方式相对性简易，高效率，具备应用性。缺陷是布合模力一致性较弱、夜光粉易沉积造成 出亮面匀称能力差、色彩一致性不太好；led色温较高，显色指数不理想化。

② RGB三基色好几个集成ic或好几个元器件发亮混合色成白光灯，或是用蓝 淡黄色双集成ic补眉造成白光灯。只需排热得法，该方式形成的白光灯较前一种方式平稳，但推动较

③ 在紫外线集成ic上涂RGB夜光粉，运用紫光激起夜光粉造成三基色光混合色产生白光灯。因为现在的紫外线集成ic和RGB夜光粉高效率较低，仍未做到实用阶段。

表2-2 三条关键的白光灯led制取线路较为

紫外线led RGB夜光粉 蓝光led 淡黄色夜光粉 二元对比色led RGB多集成ic组成 白光灯led集成ic

显色指数 最好是 一般 一般 一般 好

色可靠性 最好是 好 一般 一般 好

流明度维持率 没有数据信息 一般 好 好 好

莹光原材料 在研 较完善----

高效率 最好是 好 一般 一般 好

运用 白光灯照明灯具 led背光 独特照明灯具 表明


led背光

一般照明W级输出功率led产品要完成产业发展还需要处理以下技术性难题：

①夜光粉涂覆量和匀称性操纵：led集成ic 夜光粉加工工艺使用的点胶方式，一般是将夜光粉与胶混和后用调节器将其涂抹集成ic上。在实际操作中，因为媒介胶的黏度是动态性主要参数、夜光粉比例超过媒介胶而形成沉积及其调节器精密度等要素的危害，此加工工艺夜光粉的施胶量匀称性的操控有难度系数，造成了白光灯色调不匀称。

② 集成ic光学主要参数相互配合：半导体材料加工工艺的特性，决策相同原材料同一圆晶集成ic中间都有可能存有电子光学主要参数(如光波长、光照强度)和电力学(如正方向工作电压)主要参数差别。RGB三基色集成ic也是那样，针对白光灯饱和度主要参数危害非常大，这也是产业发展务必要处理的核心技术之一。

③ 依据使用规定形成的光饱和度主要参数操纵：不一样用处的商品对白光灯led的色坐标、led色温、显色指数、激光功率(或光照强度)跟光的空间布局等需要不一样，以上主要参数的操纵涉及到产品构造、加工工艺方式、原材料等多个方面要素的相互配合。在产业发展制造中，对以上要素开展操纵，获得合乎运用规定、一致性好的商品十分关键。

d.无损检测技术与规范

伴随着W级输出功率芯片制造技术性和白光灯led生产工艺的发展趋势，led产品正逐渐进到照明灯具销售市场，表明或标示用的传统式led产品主要参数测试标准及测试标准已无法达到照明灯具使用的必须 。世界各国的半导体行业仪器设备制造业企业也相继推出了分别的测试设备，不一样的仪器设备应用的检测基本原理、标准、规范存有一定的差别，提升了检测运用、商品特性较为工作中的困难和难题复杂。led要往照明灯具业扩展，创建led照明产品执行标准是产业链规范性的主要方式。

e.挑选技术性与稳定性确保

因为照明灯具外型的限定，一般照明led的安装室内空间密封性且遭受局限性，不利 led排热，这代表着照明灯具led的应用条件要劣于传统式表明、标示用led产品。此外，照明灯具led是位于大电流量推动下工作中，这就对其提到更多的稳定性规定。在产业发展制造中，对于不一样的设备主要用途，开展恰当的热脆化、溫度循环系统冲击性、负荷脆化加工工艺挑选实验，去除初期无效品，确保设备的稳定性很必须。

f.静电感应保护技术性

因为GaN是宽禁带原材料，电阻较高，此类集成ic在生产过程因其静电感应造成的感生电荷不容易消退，累积非常的水平，能够 造成很高的静电电压。当超出原料的承受力时，会产生穿透状况并充放电。蓝色宝石衬底的深蓝色集成ic其正负电极均坐落于集成ic上边，间隔不大；针对InGaN/AlGaN/GaN双异质结，InGaN数字功放层仅几十纳米技术，对静电感应的承受力不大，非常容易被静电感应穿透，使元器件无效。 GaN基led和传统化的led对比，防静电能力较差是其独特的缺陷，静电感应造成 的无效难题已成为了危害良品率和应用营销推广的一个十分困难的难题。因而，在产业发展制造中，静电感应的预防是不是恰当，立即危害到商品的良品率、稳定性和经济收益。

静电感应的预防技术性有以下几类：①对生产制造应用地方从身体、台、地、室内空间及商品传送、堆积等领域执行预防。②集成ic上设计方案静电保护路线。③led上安装静电保护元器件。

2）多处理器集成化封裝

为防止大规格集成ic造成 发亮效果的降低等难题，可选用小规格集成ic集成化的办法来提升单

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