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LED工艺流程图

LED工艺流程图

LED工艺流程图

LED封装

LED封装技术大都是分立器件封装技术基础上发展与演变而来的但却有很大的特殊性。一

般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是维护管芯和完成电气互连。

而LED封装则是完成输出电信号，维护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有电参数，

又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED

LED核心发光局部是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结的少数载流

子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非

定向的即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，

这主要取决于半导体资料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求

提高LED内、外部量子效率。惯例Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm正方形管芯

粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，

负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收

集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，

有这样几种作用：维护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色

剂)起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使

管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部

经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，

提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管

芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装资料，封装几何形状对光子逸出效率

的影响是不同的发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有

关。若采用尖形树脂透镜，可使光集中到LED轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树

脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。

一般情况下，LED发光波长随温度变化为0．2-0．3nm℃，光谱宽度随之增加，

影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，室温附近，

温度每升高1℃，LED发光强度会相应地减少1％左右，封装散热；时坚持色纯度与

发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的方法，降低结温，多数LED驱动电流限

制在20mA左右。但是LED光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型LED驱

动电流可以达到70mA100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的LED封装设计理

念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能

好的银胶，增大金属支架的外表积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外，应用

设计中，PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。

进入21世纪后，LED高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙LED光效已

达到100ImW绿LED为501mW单只LED光通量也达到数十ImLED芯片和封装不

再沿龚传统的设计理念与制造生产模式，增加芯片的光输出方面，研发不只仅限于改变资料

内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强

LED内部发生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计，改进光学性

能，加速外表贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。

1产品封装结构类型

自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形结

构、纹理外表结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝

的LED产品相继问市，如表1所示，2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应

用。LED上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采

用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多

种系列，品种、规格的产品。

LED产品封装结构的类型如表2所示，也有根据发光颜色、芯片资料、发光亮度、尺寸大

小等情况特征来分类的单个管芯一般构成点光源，多个管芯组装一般可构成面光源和线光

源，作信息、状态