發(fā)光二極管封裝結構及技術-資料下載頁
2025-07-13 22:11本頁面
【正文】 產(chǎn)單位和150余家后道封裝企業(yè)，高端封裝產(chǎn)品還未見推向市場。目前，完成GaN基藍綠光LED中游工藝技術產(chǎn)業(yè)化研究，力爭在短期內使產(chǎn)品的性能指標達到國外同時期同類產(chǎn)品的水平，力爭在較短時間內達到月產(chǎn)10kk的生產(chǎn)能力，開發(fā)白光照明光源用的功率型LED芯片等新產(chǎn)品。科技部將投入8000萬元資金，啟動國家半導體照明工程，注意終端產(chǎn)品，先從特種產(chǎn)品做起，以汽車、城市景觀照明作為市場突破口，把大功率、高亮度LED放在突出位置，它的成果將要服務于北京奧運會和上海世博會。無庸質疑，產(chǎn)業(yè)鏈中的襯底、外延、芯片、封裝、應用需共同發(fā)展，多方互動培植，封裝是產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下部分，需要關注與重視。 LED應用趨勢與封裝技術最新動向 由于LED單位亮度不斷提高，因此LED的應用領域也越來越寬廣，不過追求LED亮度的同時，對LED的色度要求逐漸成為普遍的共識，換言之追求色度近似太陽光的LED已經(jīng)成為下游應用業(yè)者共同的目標。LED應用于各種商品時所面臨的課題不外乎散熱、耗電性、演色性、色度不均等等，不過隨著產(chǎn)業(yè)的不同解決方法卻有獨特且明顯的差異，例如照明與汽車業(yè)者為了提高光束，使用LED顆數(shù)是行動電話背光板的數(shù)百倍，相對的由于驅動電流大幅增加，使得散熱對策成為刻不容緩的首要問題。常用的對策是將LED芯片直接封裝于高導熱系數(shù)的基板上，利用基板與導熱端子強化散熱效果。相較之下附相機的行動電話用閃光燈，基于耗電量的考量就無利用高電流密度的方式增加亮度，因此如何有效應用LED的光線且能均勻的照射至被照體，遠比如何提高散熱效果更受到重視。常用方法是藉由鏡片與反射罩(mirror)，將LED的光線收斂至相機的畫角內。此外有關LED的演色性雖然仍有部分領域與LED廠商息息相關，不過事實上多數(shù)的下游應用廠商已經(jīng)開始獨自摸索白光LED的使用方法，也就是說LED演色性的主導權已轉移至下游應用業(yè)者。 LED的商品應用例96年白光LED問世之后，許多照明設備與汽車廠商嘗試利用白光LED制作各種相關產(chǎn)品，由于白光LED芯片每瓦特的輸出輝度已經(jīng)由過去數(shù)流明(lm)提高至數(shù)十甚至近百流明，例如為了獲得與40W熒光燈相同光束時，LED模塊使用的芯片數(shù)量從以往近千個銳減至數(shù)十個左右，使得成本與外形尺寸更具實用性。然而實際上亮度大幅增加的結果，散熱問題卻成為商品化時的最大障礙，此外高亮度白光LED的發(fā)光頻譜中紅色成份偏低，造成色溫與演色性不如太陽光與熒光燈，使得白光LED的實用性再度受到質疑。LED的散熱與封裝有關散熱問題，例如照明用途的LED電流密度高達100mA，若未作散熱處理時(熱阻抗為 )10～20個LED所構成的模塊溫度超過 ，周圍溫度為 時模塊溫度更高達 ，若與熱阻抗為 比較時，LED的光輸出大約降低20%。圖4是常用對策，基本上它是將LED芯片直接封裝于高導熱性基板，藉由基板迅速將LED的熱量排除。圖4 LED的散熱對策圖5是LED應用廠商松下電工將藍色發(fā)光的白光LED模塊直接封裝于機器內，利用機器本體作為散熱媒體，根據(jù)測試結果顯示即使電流量增加三倍，該模塊的熱阻抗祇有傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂封裝方式的一半左右；星和電機則是將紅、綠、藍(RGB)三種發(fā)光色LED芯片直接封裝于金屬基板構成白光LED模塊，基本上它與松下電工的白光LED模塊結構相同，都是利用金屬基板作為散熱介質。松下電器為了提高LED芯片的散熱性，因此采用金屬材料與金屬系復合材料所制成的多層基板，64個2020mm藍光LED芯片直接封裝于多層基板上，并與黃色熒光體構成白光LED模塊，室溫環(huán)境下的光束為120lm是目前業(yè)界最高水平。此外藍光LED芯片亦可直接封裝于藍寶石基板上，由于熱源發(fā)光層貼近于基板上，因此可以獲得良好的散熱效果，它的熱阻抗為 ，是傳統(tǒng)封裝方式的1/200左右。 如圖6所示SHARP利用模擬分析，決定可提高散熱性的端子厚度與面積，再根據(jù)模擬分析結果改善設置LED芯片的模塊端子。OMRON則是在LED芯片上設置兩個散熱專用端子，同時增加LED芯片電流密度提高光輸出，并利用Reflector使LED芯片產(chǎn)生的光線能朝正前方射出(圖7)，如此結構使得外部量子效率由傳統(tǒng)的30～50%提升至80%，雖然OMRON的LED模塊是以藍光芯片為主，不過祇要搭配黃色熒光體就可變成白色發(fā)光LED。除此之外該公司正在開發(fā)RGB三種LED芯片設于單體模塊的技術，該白色發(fā)光LED模塊具有可將點發(fā)光轉換成面發(fā)光的優(yōu)點，使得光線能均分照射于被照體。 10 / 10
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