LED（light-emitting diode）已成為國際新興戰略產業界的競爭熱點㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。在LED產業鏈中ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，上游包括襯底材料㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、外延⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、芯片設計及制造生產㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，中游涵蓋封裝工藝✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、裝備和測試技術㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦， 下游為LED顯示☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、照明和燈具等應用產品⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。目前主要采用藍光LED+黃色熒光粉工藝來實現白光大功率LED①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，即通過GaN基藍光LED一部分藍光激發 YAG（yttrium aluminum garnet）黃色熒光粉發射出黃光㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，另外一部分藍光透過熒光粉發射出來웃유ღ♋♂，由黃色熒光粉發射的黃光與透射的藍光混合后得到白光☾☽❄☃。藍光LED芯片發出的藍光 透過涂覆在其周圍的黃色熒光粉㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，熒光粉被一部分藍光激發后發出黃光웃유ღ♋♂，藍光光譜與黃光光譜互相重疊后形成白光❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。

　　大功率LED封裝作為產業鏈中承上啟下的重要一環ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，是推進半導體照明和顯示走向實用化的核心制造技術❣❦❧♡۵。只有通過開發低熱阻☾☽❄☃、高光效和高可靠性的LED封裝 和制造技術⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，對LED芯片進行良好的機械和電氣保護✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，減少機械❣❦❧♡۵、電♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、熱ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、濕和其他外部因素對芯片性能的影響㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，保障LED芯片穩定可靠的工作㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，才能提供高效 持續的高性能照明和顯示效果ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，實現LED所特有的節能長壽優勢♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，促進整個半導體照明和顯示產業鏈良性發展⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。鑒于國外相關公司出于市場利益的考慮☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，對相關核 心技術和裝備均采取封鎖措施⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，因而發展自主的大功率LED封裝技術特別是白光LED封裝設備已迫在眉睫ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。本文將簡要介紹大功率LED封裝領域的研究與應用 現狀⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，分析和總結大功率LED封裝過程中的關鍵技術問題㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，以期引起國內同行的注意☾☽❄☃，為實現大功率LED關鍵技術和裝備的自主化而努力⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。

　　封裝工藝技術對LED性能起著至關重要的作用웃유ღ♋♂。LED封裝方法☈⊙☉℃℉❅、材料⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、結構和工藝的選擇主要由芯片結構☈⊙☉℃℉❅、光電／機械特性㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、具體應用和成本等因素決定✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。隨著 功率的增大⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，特別是固態照明技術發展的需求♀☿☼☀☁☂☄，對LED封裝的光學ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、熱學✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、電學和機械結構等提出了新的⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、更高的要求⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。為了有效地降低封裝熱阻⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，提高出光效 率㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，必須采用全新的技術思路來進行封裝設計✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。從工藝兼容性及降低生產成本的角度看㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，LED封裝設計應與芯片設計同時進行☾☽❄☃，即芯片設計時就應該考慮到封裝結 構和工藝☾☽❄☃。目前功率LED封裝結構的主要發展趨勢是：尺寸小型化㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、器件熱阻最小化❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、平面貼片化♀☿☼☀☁☂☄、耐受結溫最高化❣❦❧♡۵、單燈光通量最大化☾☽❄☃；目標是提高光通量⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、光 效⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，減少光衰웃유ღ♋♂、失效率⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，提高一致性和可靠性✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。具體而言❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，大功率LED封裝的關鍵技術主要包括：熱散技術ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、光學設計技術☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、結構設計技術❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、熒光粉涂覆技術㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、共 晶焊技術等♀☿☼☀☁☂☄。

　　1ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、散熱技術

　　一般的LED節點溫度則不能超過120℃웃유ღ♋♂，即便是Lumileds❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、Nichiaⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、CREE等推出的最新器件✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，其最高節點溫度仍不能超過1500℃⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。因此 LED器件的熱輻射效應基本可以忽略不計㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，熱傳導和對流是LED散熱的主要方式ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。在散熱設計時先從熱傳導方面考慮❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，因為熱量首先從LED封裝模塊中傳導到 散熱器ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。所以粘結材料ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、基板是LED散熱技術的關鍵環節☈⊙☉℃℉❅。

　　粘結材料主要包括導熱膠☈⊙☉℃℉❅、導電銀漿和合金焊料三種主要方式❣❦❧♡۵。導熱膠是在基體內部加入一些高導熱系數的填料ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，如SiC☾☽❄☃、A1N㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、A12O3⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、SiO2等⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，從 而提高其導熱⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤；導電銀漿是將銀粉加入環氧樹脂中形成的一種復合材料⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，粘貼的硬化溫度一般低于200℃☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，具有良好的導熱特性❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、粘結性能可靠等優點♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，但銀漿對 光的吸收比較大ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，導致光效下降✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。

　　基板主要包括陶瓷基板❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、陶瓷基板和復合基板三種主要方式⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。陶瓷基板主要是LTCC基板和AIN基板⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。LTCC基板具有易于成型ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、工藝簡單❣❦❧♡۵、成本低而且容易 制成多種形狀等諸多優點㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉；Al和Cu都是LED封裝基板的優良材料⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，由于金屬材料的導電性❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，為使其表面絕緣ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，往往需通過陽極氧化處理⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，使其表面形成薄的絕 緣層✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。金屬基復合材料主要有Cu基復合材料⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、Al基復合材料♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。Occhionero等人探究了AlSiC在倒裝芯片♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、光電器件☾☽❄☃、功率器件及大功率LED散 熱基板上的應用✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，在AlSiC中加入熱解石墨還可以滿足對散熱要求更高的工況ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。未來的復合基板主要有5種：單片電路碳質材料㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、金屬基復合材料♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、聚合物基復 合材料⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、碳復合材料和高級金屬合金❣❦❧♡۵。

　　另外ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，封裝界面對熱阻影響也很大ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，改善LED封裝的關鍵在于減少界面和界面接觸熱阻⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，增強散熱☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。因此⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，芯片和散熱基板間的熱界面材料選擇十分重要ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。采用低溫或共晶焊料㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、焊膏或者內摻納米顆粒的導電膠作為熱界面材料⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，可大大降低界面熱阻☾☽❄☃。

　　2⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、光學設計技術

　　LED封裝的光學設計包括內光學設計和外光學設計ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。

　　內光學設計的關鍵在于灌封膠的選擇與應用☈⊙☉℃℉❅。在灌封膠的選擇上㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，要求其透光率高ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、折射率高⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、熱穩定性好☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、流動性好⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、易于噴涂❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。為提高LED封裝的可靠性❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，還 要求灌封膠具有低吸濕性♀☿☼☀☁☂☄、低應力㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、耐溫環保等特性⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。目前常用的灌封膠包括環氧樹脂和硅膠①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。其中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，硅膠由于具有透光率高（可見光范圍內透光率大于99%）♀☿☼☀☁☂☄、 折射率高（1.4～1.5）♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、熱穩定性好（能耐受200℃高溫）ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、應力低（楊氏模量低）☾☽❄☃、吸濕性低（小于0.2%）等特點☈⊙☉℃℉❅，明顯優于環氧樹脂✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，在大功率 LED封裝中得到廣泛應用ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。但硅膠性能受環境溫度影響較大ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，從而影響LED光效和光強分布ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，因此硅膠的制備工藝有待改善❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。

　　外光學設計是指對出射光束進行會聚㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、整形ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，以形成光強均勻分布的光場✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。主要包括反射聚光杯設計（一次光學）和整形透鏡設計（二次光學）✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，對陣列模塊而言ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ， 還包括芯片陣列的分布等❣❦❧♡۵。透鏡常用的形狀有凸透鏡♀☿☼☀☁☂☄、凹透鏡ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、球鏡✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、菲涅爾透鏡❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、組合式透鏡等㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，透鏡與大功率LED的裝配方法可采用氣密性封裝和半氣密性封 裝ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。近年來ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，隨著研究的深入㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，考慮到封裝后的集成要求☈⊙☉℃℉❅，用于光束整形的透鏡采用了微透鏡陣列ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，微透鏡陣列在光路中可發揮二維并行的會聚㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、整形♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、準直等作 用✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，具有排列精度高㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、制作方便可靠☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、易于與其他平面器件耦合等優點ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，研究表明⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，采用衍射微透鏡陣列替代普通透鏡或菲涅爾微透鏡ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，可大大改善光束質量ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，提高 出射光強度⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，是大功率LED用于光束整形最有前途的新技術ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。

　　3㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、LED封裝結構形式

　　LED封裝技術和結構先后擁有了引腳式㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、功率型封裝✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、貼片式（SMD）ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、板上芯片直裝式（COB）四個階段⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。

　　（1）引腳式（Lamp）LED封裝

　　LED腳式封裝采用引線架作各種封裝外型的引腳❣❦❧♡۵，是最先研發成功投放市場的封裝結構☾☽❄☃，品種數量繁多⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，技術成熟度較高㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，封裝內結構與反射層仍在不斷改進㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。常 用3～5mm封裝結構ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，一般用于電流較小（20～30mA）ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，功率較低（小于0.1W）的LED封裝⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。主要用于儀表顯示或指示⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，大規模集成時也可作為顯示 屏☾☽❄☃。其缺點在于封裝熱阻較大（一般高于100K／W）⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，壽命較短㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。

　　（2）功率型LED封裝

　　LED芯片及封裝向大功率方向發展⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，在大電流下產生比Φ5mmLED大10～20倍的光通量☾☽❄☃，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，因此❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣， 管殼及封裝也是其關鍵技術⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，能承受數W功率的LED封裝已出現㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。5W系列白☈⊙☉℃℉❅、綠ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、藍綠♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、藍的功率型LED從2003年初開始供貨⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，白光LED光輸出達 1871m⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，光效44.31 lm／W綠光衰問題☈⊙☉℃℉❅，開發出可承受10W功率的LEDⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，大面積管☾☽❄☃；尺寸為2.5mm X2.5mmⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，可在5A電流下工作♀☿☼☀☁☂☄，光輸出達2001 lm❣❦❧♡۵，作為固體照明光源有很大發展空間㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。

　　（3）表面組裝（貼片）式（SMD）LED封裝

　　早在2002年ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，表面貼裝封裝的LED（SMDLED）逐漸被市場所接受①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，并獲得一定的市場份額從引腳式封裝轉向SMD符合整個電子行業發展大趨勢❣❦❧♡۵，很多生產廠商推出此類產品♀☿☼☀☁☂☄。

　　SMDLED是目前LED市場占有率最高的封裝結構ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，這種LED封裝結構利用注塑工藝將金屬引線框架包裹在PPA塑料之中⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，并形成特定形狀的反射杯ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，金屬 引線框架從反射杯底部延伸至器件側面⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，通過向外平展或向內折彎形成器件管腳⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。改進型的SMDLED結構是伴隨著白光LED照明技術出現的ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，為了增大單個 LED器件的使用功率以提高器件的亮度⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，工程師開始尋找降低SMDLED熱阻的辦法①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，并引入了熱沉的概念✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。這種改進的結構降低了最初SMDLED結構的高 度☈⊙☉℃℉❅，金屬引線框架直接置于LED器件底部ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，通過注入塑料圍繞金屬框架形成反射杯ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，芯片置于金屬框架之上ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，金屬框架通過錫膏❣❦❧♡۵，直接焊接于線路板上㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，形成垂直 散熱通道⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。由于材料技術的發展⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，SMD封裝技術已經克服了散熱①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、使用壽命等早期存在的問題❣❦❧♡۵，可以用于封裝1～3W的大功率白光LED芯片✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。

　　（4）COB-LED封裝

　　COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB♀☿☼☀☁☂☄，通過基板直接散熱㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，不僅能減少支架的制造工藝及其成本ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，還具有減少熱阻的散熱優勢㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。PCB 板可以是低成本的FR-4材料（玻璃纖維增強的環氧樹脂）⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，也可以是高熱導的金屬基或陶瓷基復合材料（如鋁基板或覆銅陶瓷基板等）ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。而引線鍵合可采用高溫 下的熱超聲鍵合（金絲球焊）和常溫下的超聲波鍵合（鋁劈刀焊接）✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。COB技術主要用于大功率多芯片陣列的LED封裝①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，同SMD相比❣❦❧♡۵，不僅大大提高了封裝功 率密度❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，而且降低了封裝熱阻（一般為6-12W／m·K）⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

　　從成本和應用角度來看❣❦❧♡۵，COB將成為未來燈具化設計的主流方向⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。COB封裝的LED模塊在底板上安裝了多枚LED芯片♀☿☼☀☁☂☄，使用多枚芯片不僅能夠提高亮度①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，還 有助于實現LED芯片的合理配置ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，降低單個LED芯片的輸人電流量以確保高效率ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。而且這種面光源能在很大程度上擴大封裝的散熱面積⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，使熱量更容易傳導至外 殼♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。傳統的LED燈具做法是：LED光源分立器件—MCPCB光源模組—LED燈具⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，主要是基于沒有適用的核心光源組件而采取的做法♀☿☼☀☁☂☄，不但耗工費時⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，而且 成本較高ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。實際上①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，如果走“COB光源模塊—LED燈具”的路線⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，不但可以省工省時㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，而且可以節省器件封裝的成本⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。

　　總之❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，無論是單器件封裝還是模組化COB封裝ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，從小功率到大功率☾☽❄☃，LED封裝結構的設計均圍繞著如何降低器件熱阻✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，改善出光效果以及提高可靠性而展開的⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。

　　4❣❦❧♡۵、熒光粉涂覆技術

　　光轉化結構ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，即熒光粉涂層結構㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，主要面向LED白光照明技術⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，目的是為將LED芯片發出的波長較短的光線轉化為與之互補（顏色互補形成白光）的波長較長的光線㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。

　　目前采用熒光粉產生白光共有三種方式：藍光LED配合黃色熒光粉ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ；藍光LED配合紅色①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、綠色熒光粉㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂；UV-LED配合紅♀☿☼☀☁☂☄、綠⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、藍三色熒光粉㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。其中商品化的 白光LED多屬藍光LED配合黃色熒光粉的單芯片型❣❦❧♡۵，藍光LED配合紅色♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、綠色熒光粉的白光產生方式只是在OSRAM♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、Lumileds等公司的專利上報 道過✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，但仍未有商品化產品出現웃유ღ♋♂，而UV-LED配合三色熒光粉的方式目前也尚處于開發中⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。不同熒光粉產生白光LED的優缺點比較見下表⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。

現有涂覆方式✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，如下圖所示✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，各有其優缺點☈⊙☉℃℉❅。目前在廣泛使用的熒光粉涂覆方式是將熒光粉與灌封膠混合ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，然后直接點涂在芯片上✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。由于難以對熒光粉的涂覆厚度和 形狀進行精確控制㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，導致出射光色彩不一致❣❦❧♡۵，出現偏藍光或者偏黃光❣❦❧♡۵。GE公司Arik等人的研究表明ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，將熒光粉直接覆蓋于芯片之上⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，會導致熒光粉溫度上升⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ， 進而降低熒光粉量子效率☾☽❄☃，嚴重影響封裝的轉換效率☾☽❄☃。