LED 的封装.ppt

LED封装 丁娜 曹侠 徐得娟 Led封装的概述 一 封装的必要性Led芯片只是一块很小的固体 它的两个电极要在显微镜下才能看见 加入电流后它才会发光 在制作工艺上 除了要对Led芯片的两个电极进行焊接 从而引出正 负电极之外 同时还要对Led芯片和两个电极进行保护 Led封装的功能 1 机械保护以提高可靠性2 加强散热 以降低晶片结温提高Led性能3 光字控制 提高出光效率 优化光束分布4 供电管理 包括交 直流转变以及电源控制等 LED封装 1 1引脚式封装2平面发光器件的封装3SMD的封装4食人鱼Led的封装5大功率Led的封装 一引脚式封装 Led引脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚 是最大研发成功投放市场的封装结构封装材料多采用高温固化环氧树脂 其光性能优良工艺适应性好 产品可靠性高 LED的封装方式 1 引脚式封装 1 引脚式封装结构LED引脚式封装采用引线架作为各种封装外型的引脚 常见的是直径为5mm的圆柱型 简称 5mm 封装 LED的封装方式 1 引脚式封装 2 引脚式封装过程 5mm引脚式封装 将边长0 25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上 一般称为支架 芯片的正极用金属丝键合连到另一引线架上 负极用银浆粘结在支架反射杯内或用金丝和反射杯引脚相连 作用 A 保护芯片 焊线金丝不受外界侵蚀B 固化后的环氧树脂可以形成不同形状而起到透镜的作用 从而控制光的发射角引脚式封装最常用的是 一工艺流程及设备 要求1 出光效率要高 要选择好的芯片和封装材料进行一次光学设计 采用合适的工艺 精心操作 达到理想的出光效率均匀性好 合格率高 黑灯率控制在3 10000内 光斑均匀 色温一致 引脚干净无污点 二引脚式封装的工艺流程及设备 Led 四管理机制 物料 现场物料一定要标识清楚 存放位置固定 不能随意乱放 防止物料混杂 严禁物料取错 配错 过期 受潮 任何的小错误都会使整批产品报废 设备 定期检修 核对 工艺 制定工艺合理 不能随意改变工艺 三 管理机制和生产环境 LED封装环境 净化厂房 整体10万级 局部1万级 10万级的洁净度是指 按照美国联邦标准209E 在一立方英尺的空间内颗粒尺寸大于等于0 5微米的粒子数为10万个 1英尺 ft 0 3048米 m 1英寸 in 25 4毫米 mm 1英尺 12英寸温度 湿度可控 相对湿度 可以表示为在相同温度下样品空气的水蒸气压和饱和的蒸气压的比率 百分率 有效防静电 电脑里面的显卡 第五章详细介绍 三 管理机制和生产环境 一次光学设计的三要素 芯片 LED放光的主体 在芯片尺寸面积一定的情况下 发光多少直接与芯片的质量有关 支架 承载芯片 起到固定芯片的作用 支架碗的形状大小 以及与芯片的匹配程度对光效率起重要的作用 模粒 灌满环氧树脂后形成透镜 出光的角度和光斑质量与模粒形成的透镜有密切关系 五 一次光学设计 一次光学设计的分类 依据 三要素芯片 支架 模粒的相互作用 折射式反射式折反射式 五 一次光学设计 折射式 五 一次光学设计 折射式 聚光面形状 球面或非球面 缺点 聚光面的确定立体角小 约70 80 的光从封装的侧面漏出 五 一次光学设计 反射式 背向 五 一次光学设计 反射式 前向 五 一次光学设计 背向反射式和正向反射式异同 比较结果选择正向反射式更好 五 一次光学设计 2平面封装 原理平面式封装LED器件是由多个LED芯片组合而成的结构型器件 通过LED的适当连接 包括串联和并联 和合适的光学结构 可构成发光显示器的发光段和发光点 然后由这些发光段和发光点组成各种发光显示器 如数码管 米 字管 矩阵管等 平面封装 结构 各种平面发光器件 1光柱 多彩 2 点阵 各色点阵 1 数码管 多位 SMD封装 3 表贴式封装表面贴片LED SMD 是一种新型的表面贴装式半导体发光器件 具有体积小 散射角大 发光均匀性好 可靠性高等优点 其发光颜色可以是白光在内的各种颜色 可以满足表面贴装结构的各种电子产品的需要 特别是手机 笔记本电脑 SMD封装的工艺 结构 1 金属支架片式Led 2 PCB片式Led 食人鱼Led的封装 1 结构 食人鱼Led封装 2 优点为什么把着这种LED称为食人鱼 因为它的形状很像亚马孙河中的食人鱼Piranha 食人鱼LED产品有很多优点 由于食人鱼LED所用的支架是铜制的 面积较大 因此传热和散热快 LED点亮后 pn结产生的热量很快就可以由支架的四个支脚导出到PCB的铜带上 食人鱼LED比 3mm 5mm引脚式的管子传热快 从而可以延长器件的使用寿命 一般情况下 食人鱼LED的热阻会比 3mm 5mm管子的热阻小一半 所以很受用户的欢迎 LED的封装方式 三 功率型封装功率型LED是未来半导体照明的核心 大功率LED有大的耗散功率 大的发热量 以及较高的出光效率 长寿命 LED的封装方式 三 功率型封装目前功率型LED主要有以下6种封装形式 1 沿袭引脚式LED封装思路的大尺寸环氧树脂封装 LED的封装方式 三 功率型封装2 仿食人鱼式环氧树脂封装 LED的封装方式 三 功率型封装3 铝基板 MCPCB 式封装 LED的封装方式 三 功率型封装4 借鉴大功率三极管思路的TO封装 LED的封装方式 三 功率型封装5 功率型SMD封装 LED的封装方式 三 功率型封装6 L公司的Lxx封装 LED封装工艺 五 功率型封装1 L型电极的大功率LED芯片的封装美国GREE公司的1W大功率芯片 L型电极 封装结构中上下各有一个电极 LED封装工艺 五 功率型封装1 L型电极的大功率LED芯片封装首先在SiC衬底镀一层金锡合金 一般做芯片的厂家已镀好 然后在热沉上同样也镀一层金锡合金 将LED芯片底座上的金属和热沉上的金属熔合在一起 称为共晶焊接 LED封装工艺 五 功率型封装1 L型电极的大功率LED芯片的封装这种封装方式 一定要注意当LED芯片与热沉在一起加热时 二者要接触好 最好二者之间加有一定压力 而且二者接触面受力均匀 两面平衡 控制好金和锡的比例 这样焊接效果才好 这种方法做出来的LED的热阻较小 散热较好 光效较好 LED封装工艺 五 功率型封装1 L型电极的大功率LED芯片的封装这种封装方式上下两面输入电流 如果与热沉相连的一极是与热沉直接导电的 则热沉也成为一个电极 使用这种LED要测试热沉是否与其接触的一极是零电阻 若为零则是连通的 因此连接热沉与散热片时要注意绝缘 而且要使用导热胶把热沉与散热片粘连好 LED封装工艺 五 功率型封装2 V型电极的大功率LED芯片的封装两个电极的p极和n极都在同一面 LED封装工艺 五 功率型封装2 V型电极的大功率LED芯片的封装对V型电极的大功率LED芯片的衬底通常是绝缘体 如蓝宝石 而且在绝缘体的底层外壳上一般镀有一层光反射层 可以使射到衬底的光反射回来 从而让光线从正面射出 以提高光效 LED封装工艺 五 功率型封装2 V型电极的大功率LED芯片的封装这种封装应在绝缘体的下表面用一种 绝缘 胶把LED芯片与热沉粘合 上面把两个电极用金丝焊出 在封装V型电极大功率LED芯片时 由于点亮时发热量比较大 可以在LED芯片上涂一层硅凝胶 而不可用环氧树脂 这样 LED封装工艺 五 功率型封装2 V型电极的大功率LED芯片的封装一方面可防止金丝热膨胀冷缩与环氧树脂不一致而被拉断 另一方面防止因温度高而使环氧树脂变黄变污 结果透光性能不好 所以在制作V型电极大功率LED时应用硅凝胶调和荧光粉 LED封装工艺 五 功率型封装3 V型电极的大功率LED芯片倒装封装 1 理论基础光线由一种介质进入另一种介质时 入射光一部分被折射 另一部分被反射 若光线由光密介质 折射率n1 射向光疏介质 折射率n2 当入射角 i1 大于全反射临界角 ic 时 折射光线消失 光线全部被反射 LED封装工艺 五 大功率