led封裝技術及結構(已修改)
2025-11-11 05:25 本頁面
【正文】 led 封裝技術及結構 LED 封裝結構及技術 LED 封裝的特殊性 LED封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發(fā)展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而 LED 封裝則是完成輸出電信號，保護管芯正常工作，輸出：可見光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用于 LED。 LED 的核心發(fā)光部分是由 p 型和 n 型半導體構成的 pn 結管芯，當注入 pn 結的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時，就會發(fā)出可見光，紫 外光或近紅外光。但 pn 結區(qū)發(fā)出的光子是非定向的，即向各個方向發(fā)射有相同的幾率，因此，并不是管芯產生的所有光都可以釋放出來，這主要取決于半導體材料質量、管芯結構及幾何形狀、封裝內部結構與包封材料，應用要求提高 LED 的內、外部量子效率。常規(guī) Φ5mm型 LED封裝是將邊長 的正方形管芯粘結或燒結在引線架上，管芯的正極通過球形接觸點與金絲，鍵合為內引線與一條管腳相連，負極通過反射杯和引線架的另一管腳相連，然后其頂部用環(huán)氧樹脂包封。反射杯的作用是收集管芯側面、界面發(fā)出的光，向期望的方向角內發(fā)射。頂部包封的環(huán)氧 樹脂做成一定形狀，有這樣幾種作用：保護管芯等不受外界侵蝕；采用不同的形狀和材料性質 (摻或不摻散色劑 )，起透鏡或漫射透鏡功能，控制光的發(fā)散角；管芯折射率與空氣折射率相關太大，致使管芯內部的全反射臨界角很小，其有源層產生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯內部經(jīng)多次反射而被吸收，易發(fā)生全反射導致過多光損失，選用相應折射率的環(huán)氧樹脂作過渡，提高管芯的光出射效率。用作構成管殼的環(huán)氧樹脂須具有耐濕性，絕緣性，機械強度，對管芯發(fā)出光的折射率和透射率高。選擇不同折射率的封裝材料，封裝幾何形狀對光子逸出效率的影響是不同的， 發(fā)光強度的角分布也與管芯結構、光輸出方式、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若采用尖形樹脂透鏡，可使光集中到 LED 的軸線方向，相應的視角較小；如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平面型，其相應視角將增大。 一般情況下， LED 的發(fā)光波長隨溫度變化為 0． 20． 3nm／ ℃ ，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當正向電流流經(jīng) pn 結，發(fā)熱性損耗使結區(qū)產生溫升，在室溫附近，溫度每升高 1℃ ， LED 的發(fā)光強度會相應地減少 1％左右，封裝散熱；時保持色純度與發(fā)光強度非常重要，以往多采用減少其驅動電流的辦法，降低結溫，多數(shù)LED 的驅 動電流限制在 20mA 左右。但是， LED 的光輸出會隨電流的增大而增加，目前，很多功率型 LED 的驅動電流可以達到 70mA、 100mA甚至 1A級，需要改進封裝結構，全新的 LED 封裝設計理念和低熱阻封裝結構及技術，改善熱特性。例如，采用大面積芯片倒裝結構，選用導熱性能好的銀膠，增大金屬支架的表面積，焊料凸點的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外，在應用設計中，
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