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LED封装多种结构形式解析

:2018-07-26    :333

 目前LED封装结构形式有100多种,主要的封装类型有Lamp系列40多种、SMD(chip LED和TOP LED)系列30多种、COB系列30多种、PLCC、大功率封装、光集成封装和??榛庾暗?,封装技术的发展要紧跟和满足LED应用产品发展的需要。

  LED封装技术的基本内容

  LED封装技术的基本要求是:提高出光效率、高光色性能及器件可靠性。

 ?。?)提高出光效率

  LED封装的出光效率一般可达80~90%。

 ?、傺∮猛该鞫雀玫姆庾安牧希和该鞫?ge;95%(1mm厚度),折射率大于1.5等。

 ?、谘∮酶呒し⑿?、高显性的荧光粉,颗粒大小适当。

 ?、圩捌澹ǚ瓷浔┮懈叻瓷渎?,出光率高的光学设计外形。

 ?、苎∮煤鲜实姆庾肮ひ?,特别是涂覆工艺。

 ?。?)高光色性能

  LED主要的光色技术参数有:高度、眩光、色温、显色性、色容差、光闪烁等。

  显色指数CRI≥70(室外)、≥80(室外)、≥90(美术馆等)。

  色容差≤3 SDCM≤5 SDCM(全寿命期间)

  封装上要采用多基色组合来实现,重点改善LED辐射的光谱量分布SPD,向太阳光的光谱量分布靠近。要重视量子点荧光粉的开发和应用,来实现更好的光色质量。

 ?。?)LED器件可靠性

  LED可靠性包含在不同条件下LED器件性能变化及各种失效模式机理(LED封装材料退化、综合应力的影响等),这是主要提到可靠性的表征值—寿命,目前LED器件寿命一般为3~5小时,可达5~10万小时。

 ?、傺∮煤鲜实姆庾安牧希航岷狭σ?、应力小、匹配好、气密性好、耐温、耐湿(低吸水性)、抗紫外光等。

 ?、诜庾吧⑷炔牧希焊叩既嚷屎透叩嫉缏实幕?,高导热率、高导电率和高强度的固晶材料,应力要小。

 ?、酆鲜实姆庾肮ひ眨鹤捌?、压焊、封装等结合力强,应力要小,结合要匹配。

  LED光集成封装技术

  LED光集成封装结构现有30多种类型,正逐步走向系统集成封装,是未来封装技术的发展方向。

 ?。?)COB集成封装

  COB集成封装现有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多种封装结构形式,COB封装技术日趋成熟,其优点是成本低。COB封装现占LED光源约40%左右市场,光效达160~178 lm/w,热阻可达2℃/w,COB封装是近期LED封装发展的趋势。

 ?。?)LED晶园级封装

  晶园级封装从外延做成LED器件只要一次划片,是LED照明光源需求的多系统集成封装形式,一般衬底采用硅材料,无需固晶和压焊,并点胶成型,形成系统集成封装,其优点是可靠性好、成本低,是封装技术发展方向之一。

 ?。?)COF集成封装

  COF集成封装是在柔性基板上大面积组装中功率LED芯片,它具有高导热、薄层柔性、成本低、出光均匀、高光效、可弯曲的面光源等优点,可提供线光源、面光源和三维光源的各种LED产品,也可满足LED现代照明、个性化照明要求,也可作为通用型的封装组件,市场前景看好。

 ?。?)LED??榛煞庾?/p>

  ??榛煞庾耙话阒附獿ED芯片、驱动电源、控制部分(含IP地址)、零件等进行系统集成封装,统称为LED???,具有节约材料、降低成本、可进行标准化生产、维护方便等很多优点,是LED封装技术发展的方向。

 ?。?)覆晶封装技术

  覆晶封装技术是由芯片、衬底、凸块形成了一个空间,这样封装出来的芯片具有体积小、性能高、连线短等优点,采用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工艺、直接压合等来达到高功率照明性能要求。

  用金锡合金将芯片压合在基板上,替代以往的银胶工艺,“直接压合”替代过去“回流焊”,具有优良的导电效果和导热面积。该封装技术是大功率LED封装的重要发展趋势。

 ?。?)免封装芯片技术

  免封装技术是一个技术的整合,采用倒装芯片,不用固晶胶、金线和支架是半导体封装技术70种工艺形成中的一种。

  PFC免封装芯片产品的光效可提升至200lm/w,发光角度大于300度的超广角全周光设计,不要使用二次光学透镜,将减少光效的耗损与降低成本,但要投入昂贵的设备。

  PFC新产品主打LED照明市场,特别是应用在蜡烛灯上,不仅可以模拟钨丝灯的造型,同时可以突破散热体积的限制。

 ?。?)LED其他封装结构形式

 ?、貳MC封装结构:是嵌入式集成封装形式(Embedded LED Chip)不会直接看到LED光源。

 ?、贓MC封装技术:(Epoxy Molding Compound)以环氧塑封料为支架的封装技术,具有高耐热、高集成度、抗UV、体积小等优点,但气密性差些,现已批量生产。

 ?、跜OG封装:(Chip On Glass)将LED芯片放在玻璃基板上进行封装。

 ?、躋FN封装技术:小间距显示屏象素单元小于或等于P.1时,所采用的封装形式,将替代PLCC结构,市场前景看好。

 ?、?D封装技术:以三维立体形式进行封装的技术,正在研发中。

 ?、薰β士蚣芊庾凹际酰海–hip-in-Frame Package)在小框架上封装功率LED芯片,产业化光效已达160~170 lm/w,可达200 lm/w以上。

  LED封装材料

  LED封装材料品种很多,而且正在不断发展,这里只简要介绍。

 ?。?)封装材料

  环氧树脂、环氧塑封料、硅胶、有机硅塑料等,技术上对折射率、内应力、结合力、气密性、耐高温、抗紫外线等有要求。

 ?。?)固晶材料

 ?、俟叹Ы海菏髦嗪凸杞豪?,内部填充金属及陶瓷材料。

 ?、诠簿Ю啵篈uSn、SnAg/SnAgCu。

 ?。?)基板材料:铜、铝等金属合金材料

 ?、偬沾刹牧希篈l2O3、AlN、SiC等。

 ?、诼料堤沾刹牧希撼莆谌庾安牧螦lSiC、AlSi等。

 ?、跾CB基板材料:多层压?;?,散热好(导热率380w/m.k)、成本低。

 ?、躎ES多晶质半导体陶瓷基板,传热速度快。

 ?。?)散热材料:铜、铝等金属合金材料

  石墨烯复合材料,导热率200~1500w/m.k。

  PCT高温特种工程塑料(聚对苯二甲酸1,4-环已烷二甲脂),加陶瓷纤,耐高温、低吸水性。

  导热工程塑料:非绝缘型导热工程塑料,导热率14w/m.k。

  绝缘型导热工程塑料,导热率8w/m.k。深圳市极光光电有限公司 专业LED封转器件研发生产 高压草帽灯珠 高显色指数灯珠




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