LED封裝多種結構形式解析
：2018-07-26
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目前LED封裝結構形式有100多種⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，主要的封裝類型有Lamp系列40多種⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、SMD（chip LED和TOP LED）系列30多種㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、COB系列30多種ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、PLCC⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、大功率封裝❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、光集成封裝和模塊化封裝等⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，封裝技術的發展要緊跟和滿足LED應用產品發展的需要ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
LED封裝技術的基本內容
LED封裝技術的基本要求是：提高出光效率☈⊙☉℃℉❅、高光色性能及器件可靠性①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
（1）提高出光效率
LED封裝的出光效率一般可達80~90%♀☿☼☀☁☂☄。
①選用透明度更好的封裝材料：透明度≥95%（1mm厚度）♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，折射率大于1.5等❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
②選用高激發效率㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、高顯性的熒光粉❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，顆粒大小適當✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
③裝片基板（反射杯）要有高反射率❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，出光率高的光學設計外形ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
④選用合適的封裝工藝⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，特別是涂覆工藝❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
（2）高光色性能
LED主要的光色技術參數有：高度웃유ღ♋♂、眩光♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、色溫ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、顯色性♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、色容差⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、光閃爍等✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
顯色指數CRI≥70（室外）❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、≥80（室外）✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、≥90（美術館等）㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
色容差≤3 SDCM≤5 SDCM（全壽命期間）
封裝上要采用多基色組合來實現⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，重點改善LED輻射的光譜量分布SPD☈⊙☉℃℉❅，向太陽光的光譜量分布靠近☈⊙☉℃℉❅。要重視量子點熒光粉的開發和應用ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，來實現更好的光色質量⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。
（3）LED器件可靠性
LED可靠性包含在不同條件下LED器件性能變化及各種失效模式機理（LED封裝材料退化①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、綜合應力的影響等）✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，這是主要提到可靠性的表征值—壽命♀☿☼☀☁☂☄，目前LED器件壽命一般為3~5小時❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，可達5~10萬小時ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
①選用合適的封裝材料：結合力要大ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、應力小⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、匹配好☈⊙☉℃℉❅、氣密性好㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、耐溫⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、耐濕（低吸水性）✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、抗紫外光等✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
②封裝散熱材料：高導熱率和高導電率的基板㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，高導熱率☈⊙☉℃℉❅、高導電率和高強度的固晶材料ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，應力要小❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
③合適的封裝工藝：裝片⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、壓焊ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、封裝等結合力強⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，應力要小✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，結合要匹配⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。
LED光集成封裝技術
LED光集成封裝結構現有30多種類型ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，正逐步走向系統集成封裝⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，是未來封裝技術的發展方向⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
（1）COB集成封裝
COB集成封裝現有MCOB☈⊙☉℃℉❅、COMB☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、MOFBⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、MLCOB等30多種封裝結構形式❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，COB封裝技術日趨成熟ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，其優點是成本低ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。COB封裝現占LED光源約40%左右市場⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，光效達160~178 lm/w♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，熱阻可達2℃/w❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，COB封裝是近期LED封裝發展的趨勢♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
（2）LED晶園級封裝
晶園級封裝從外延做成LED器件只要一次劃片❣❦❧♡۵，是LED照明光源需求的多系統集成封裝形式㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，一般襯底采用硅材料⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，無需固晶和壓焊⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，并點膠成型⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，形成系統集成封裝㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，其優點是可靠性好☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、成本低⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，是封裝技術發展方向之一⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。
（3）COF集成封裝
COF集成封裝是在柔性基板上大面積組裝中功率LED芯片✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，它具有高導熱⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、薄層柔性❣❦❧♡۵、成本低❣❦❧♡۵、出光均勻♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、高光效❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、可彎曲的面光源等優點♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，可提供線光源❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、面光源和三維光源的各種LED產品⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，也可滿足LED現代照明ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、個性化照明要求♀☿☼☀☁☂☄，也可作為通用型的封裝組件❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，市場前景看好웃유ღ♋♂。
（4）LED模塊化集成封裝
模塊化集成封裝一般指將LED芯片☾☽❄☃、驅動電源⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、控制部分（含IP地址）ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、零件等進行系統集成封裝⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，統稱為LED模塊⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，具有節約材料①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、降低成本☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、可進行標準化生產❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、維護方便等很多優點✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，是LED封裝技術發展的方向☈⊙☉℃℉❅。
（5）覆晶封裝技術
覆晶封裝技術是由芯片ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、襯底㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、凸塊形成了一個空間㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，這樣封裝出來的芯片具有體積小☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、性能高☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、連線短等優點ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，采用陶瓷基板✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、覆晶芯片ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、共晶工藝ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、直接壓合等來達到高功率照明性能要求ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
用金錫合金將芯片壓合在基板上웃유ღ♋♂，替代以往的銀膠工藝⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，“直接壓合”替代過去“回流焊”❣❦❧♡۵，具有優良的導電效果和導熱面積ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。該封裝技術是大功率LED封裝的重要發展趨勢웃유ღ♋♂。
（6）免封裝芯片技術
免封裝技術是一個技術的整合⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，采用倒裝芯片❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，不用固晶膠☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、金線和支架是半導體封裝技術70種工藝形成中的一種⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
PFC免封裝芯片產品的光效可提升至200lm/w☈⊙☉℃℉❅，發光角度大于300度的超廣角全周光設計㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，不要使用二次光學透鏡ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，將減少光效的耗損與降低成本⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，但要投入昂貴的設備✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
PFC新產品主打LED照明市場㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，特別是應用在蠟燭燈上웃유ღ♋♂，不僅可以模擬鎢絲燈的造型❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，同時可以突破散熱體積的限制㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。
（7）LED其他封裝結構形式
①EMC封裝結構：是嵌入式集成封裝形式（Embedded LED Chip）不會直接看到LED光源①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
②EMC封裝技術：（Epoxy Molding Compound）以環氧塑封料為支架的封裝技術⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，具有高耐熱ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、高集成度❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、抗UV☈⊙☉℃℉❅、體積小等優點♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，但氣密性差些❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，現已批量生產♀☿☼☀☁☂☄。
③COG封裝：（Chip On Glass）將LED芯片放在玻璃基板上進行封裝☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。
④QFN封裝技術：小間距顯示屏象素單元小于或等于P.1時웃유ღ♋♂，所采用的封裝形式⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，將替代PLCC結構♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，市場前景看好웃유ღ♋♂。
⑤3D封裝技術：以三維立體形式進行封裝的技術ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，正在研發中ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。
⑥功率框架封裝技術：（Chip-in-Frame Package）在小框架上封裝功率LED芯片⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，產業化光效已達160~170 lm/w⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，可達200 lm/w以上⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。
LED封裝材料
LED封裝材料品種很多ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，而且正在不斷發展⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，這里只簡要介紹⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
（1）封裝材料
環氧樹脂㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、環氧塑封料ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、硅膠❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、有機硅塑料等☾☽❄☃，技術上對折射率⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、內應力①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、結合力♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、氣密性♀☿☼☀☁☂☄、耐高溫⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、抗紫外線等有要求⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。
（2）固晶材料
①固晶膠：樹脂類和硅膠類❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，內部填充金屬及陶瓷材料☾☽❄☃。
②共晶類：AuSn☾☽❄☃、SnAg/SnAgCu㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。
（3）基板材料：銅⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、鋁等金屬合金材料
①陶瓷材料：Al2O3✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、AlNⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、SiC等❣❦❧♡۵。
②鋁系陶瓷材料：稱為第三代封裝材料AlSiC⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、AlSi等❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
③SCB基板材料：多層壓模基板❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，散熱好（導熱率380w/m.k）☈⊙☉℃℉❅、成本低ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
④TES多晶質半導體陶瓷基板❣❦❧♡۵，傳熱速度快㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
（4）散熱材料：銅㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、鋁等金屬合金材料
石墨烯復合材料㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，導熱率200~1500w/m.k✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
PCT高溫特種工程塑料（聚對苯二甲酸1ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，4-環已烷二甲脂）ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，加陶瓷纖⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，耐高溫❣❦❧♡۵、低吸水性✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
導熱工程塑料：非絕緣型導熱工程塑料⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，導熱率14w/m.k⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
絕緣型導熱工程塑料⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，導熱率8w/m.k㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。众信彩票没人知道吗 專業LED封轉器件研發生產 高壓草帽燈珠 高顯色指數燈珠
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