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1、大功率LED封装技术 导读: 在现在LED技术中，封装技术起到很关键的作用个，作为LED产业中承上启下的封装技术，它的好坏对下游产业的应用十分关键，现在将对LED的封装技术做一下介绍。 o 关键字 o (四)、封装大生产技术晶片键合(Wafer bonding)技术是指晶片结构和电路的制作、封装都在晶片(Wafer)上进行，封装完成后再进行切割，形成单个的晶片(Chip);与之相对应的晶片键合(Die bonding)是指晶片结构和电路在晶片上完成后，即进行切割形成晶片(Die)，然后对单个晶片进行封装(类似现在的LED封装工艺)，如图8所示。很明显，晶片键合封装的效率和质量更高。由于封装费用
2、在LED器件制造成本中占了很大比例，因此，改变现有的LED封装形式(从晶片键合到晶片键合)，将大大降低封装制造成本。此外，晶片键合封装还可以提高LED器件生产的洁净度，防止键合前的划片、分片工艺对器件结构的破坏，提高封装成品率和可靠性，因而是一种降低封装成本的有效手段。此外，对于大功率LED封装，必须在晶片设计和封装设计过程中，尽可能采用工艺较少的封装形式，同时简化封装结构，尽可能减少热学和光学介面数，以降低封装热阻，提高出光效率。图8 芯片的封装技术 (五)、封装可靠性测试与评估LED器件的失效模式主要包括电失效(如短路或断路)、光失效(如高温导致的灌封胶黄化、光学性能劣化等)和机械失效(如
3、引线断裂、脱焊等)，而这些因素都与封装结构和工艺有关。LED的使用寿命以平均失效时间(MTTF)来定义，对于照明用途，一般指LED的输出光通量衰减为初始的70%(对显示用途一般定义为初始值的50%)的使用时间。由于LED寿命长，通常采取加速环境试验的方法进行可靠性测试与评估。测试内容主要包括高温储存 (100，1000h)、低温储存(-55，1000h)、高温高湿(85/85%，1000h)、高低温回圈(85-55)、热冲击、耐腐蚀性、抗溶性、机械冲击等。然而，加速环境试验只是问题的一个方面，对LED寿命的预测机理和方法的研究仍是有待研究的难题。三、固态照明对大功率LED封装的要求与传统照明灯
4、具相比，LED灯具不需要使用滤光镜或滤光片来产生有色光，不仅效率高、光色纯，而且可以实现动态或渐变的色彩变化。在改变色温的同时保持具有高的显色指数，满足不同的应用需要。但对其封装也提出了新的要求，具体体现在：(一)模组化通过多个LED灯(或模组)的相互连接可实现良好的流明输出叠加，满足高亮度照明的要求。通过模组化技术，可以将多个点光源或LED模组按照随意形状进行组合，满足不同领域的照明要求。(二)系统效率最大化为提高LED灯具的出光效率，除了需要合适的LED电源外，还必须采用高效的散热结构和工艺，以及优化内/外光学设计，以提高整个系统效率。(三)低成本LED灯具要走向市场，必须在成本上具备竞争
5、优势(主要指初期安装成本)，而封装在整个LED灯具生产成本中占了很大部分，因此，采用新型封装结构和技术，提高光效/成本比，是实现LED灯具商品化的关键。(四)易于替换和维护由于LED光源寿命长，维护成本低，因此对LED灯具的封装可靠性提出了较高的要求。要求LED灯具设计易于改进以适应未来效率更高的LED晶片封装要求，并且要求LED晶片的互换性要好，以便于灯具厂商自己选择采用何种晶片。LED灯具光源可由多个分散式点光源组成，由于晶片尺寸小，从而使封装出的灯具重量轻，结构精巧，并可满足各种形状和不同集成度的需求。唯一的不足在于没有现成的设计标准，但同时给设计提供了充分的想像空间。此外，LED照明控
6、制的首要目标是供电。由于一般市电电源是高压交流电 (220V，AC)，而LED需要恒流或限流电源。因此必须使用转换电路或嵌入式控制电路(ASICs)，以实现先进的校准和闭环反馈控制系统，对固态光源的使用和控制主要依靠智慧控制和管理软体来实现，从而在用户、信息与光源间建立了新的关联，并且可以充分发挥设计者和消费者的想象力。四、结束语LED封装是一个涉及到多学科(如光学、热学、机械、电学、力学、材料、半导体等)的研究课题。从某种角度而言，LED封装不仅是一门制造技术，而且也是一门基础科学，良好的封装需要对热学、光学、材料和工艺力学等物理本质的理解和应用。LED封装设计应与晶片设计同时进行，并且需要
7、对光、热、电、结构等性能统一考虑。在封装过程中，虽然材料(散热基板、萤光粉、灌封胶)选择很重要，但封装结构(如热学介面、光学介面)对LED光效和可靠性影响也很大，大功率白光LED封装必须采用新材料，新工艺，新思路。对于LED灯具而言，更是需要将光源、散热、供电和灯具等集成考虑。集成封装大功率LED照明光源制作方法及LED照明灯 技术简要说明：集成封装大功率LED照明光源制作方法及LED照明灯。制作步骤：选若干单个白光LED晶片放于衬底上，用银胶粘结成发光芯片。将一块以上发光芯片串或/和并联，达所需功率后成为光源芯片。将光源芯片和衬底用环氧树脂胶、散射剂和荧光粉混合后整体封装。将整体封装芯片贴在
8、基板和安装在散热器上，再装入灯罩内便成为大功率LED照明光源，再接控制电路放于灯壳内，成为大功率LED照明灯。本发明与现有独立封装单粒小灯珠光点串并而成的LED多光点照明光源比，封装材料仅为1/10；光线明显柔和，接近自然光；发光均匀、无眩光、无光污染、无辐射；防视觉疲劳；衰减缓慢，三年内衰减小于5。与传统白炽灯、钠灯、节能灯比：节能、长寿命、环保、安全、固态封装、运输方便等，特别适合功率为30-120W户外大功率路灯。 我司是国内首家通过美国能源之星测试标准LM-80第三方认证的LED白光灯珠封装厂家，是国内LED白光行业中第一家获此荣誉的LED白光企业。我们的优势有：台资企业管理模式；世界
9、一流封装设备；采用台湾晶元 新世纪 。德国 欧司朗 美国旭明等芯片封装；产品具有高亮低光衰的优点，部分产品已突破20000小时零光衰等。我司产品系列包括1W大功率led白光灯珠 3W大功率led白光灯珠 5-300W COB集成光源灯珠 RGB灯珠我们的优势有台资企业管理模式，世界一流封装设备，采用世界优质芯片封装，如欧司朗 普瑞 晶元,高亮度高显色低衰减低温度。在部分产品做到20000小时无衰减。以下是我司主要产品，如需要更详细的资料与样品，请联系我们。我们免费寄样测试。PackageProduct typeLuminous fluxChipSizeDirectivityForward Cu
10、rrentInput VoltagePowerParameter(mm)part NO.(lm)(Mil)(degree)(mA)(V)(W) 1w大功率LED灯珠白光90-130LM30-45MIL90-160350MA3.0-3.81W3w大功率LED灯珠白光180-260LM45-60MIL90-160700MA3.0-3.83W5W大功率LED灯珠白光400-500LM54-60MIL90-1601050MA3.0-8.05W1W大功率RGB 红绿蓝 RGB 红绿蓝30-60MIL90-160350MA3.0-3.81W3W大功率RGB 红绿蓝 RGB 红绿蓝45-60MIL90-16
11、0700MA3.0-3.83W10-30w 集成C0B灯珠900-300030-60MIL90-180105018.0-22.010-30W30-100w集成COB灯珠3000-1000045-60MIL90-180175022.030W100-300w集成COB灯珠1000054-60MIL90-180350030.0100W欢迎阁下致电0755-85145828 18620394688 大功率LED照明技术发展的线路 深圳市芯光通科技是一家集大功率led研发、生产、销售的高新技术企业。目前公司产品功率有：0.5W大功率led、1W大功率led、2W大功率led、3W大功率led、5W大功率
12、led、10W大功率led、20W大功率led、30W大功率led、40W大功率led、50W大功率led、70W大功率led、100W大功率led、150W大功率led、200W大功率led、300W大功率led、500W大功率led等，产品外观多达1000多余种。欢迎来电咨询交流 目前，对于大功率LED照明产业的技术路线，我们认为有两条路可选择：一条路是继续沿着“芯片一铝基板一散热器(三层结构)模式”技术路线发展；另一条路是开拓“芯片一散热一体化(二层结构)模式”技术路线。“芯片一散热一体化结构”是一种新兴技术，在这种结构中，除芯片外，其他均为全新的内容，包括芯片一散热一体化、封装、电源、
13、成套装备、检测、甚至标准等，它使得大功率LED照明产品在寿命、光效、品质、设计、可控性、成本等方面相对“芯片一铝基板一散热器三层结构模式”有明显的优势，是中国在大功率高效半导体固态照明研究、应用和产业化方面可以大有作为的一个新领域。“芯片一散热一体化(二层结构)模式”是一种新型的LED光源封装模式、结构模式和热管理系统模式。利用该技术模式制备出的大功率LED照明灯具，不仅彻底解决了散热问题，而且还有效地解决了诸如在配光、光效、寿命和维护等方面的问题，已经开发出长寿命、高光效的大功率LED系列产品，如路灯、筒灯、隧道灯、工矿灯、汽车前大灯、景观灯等照明设备。3.1 技术特点3.1.1 将芯片和铝
14、合金+超热导材料复合基体(散热器)连接为一体，应用独特的大功率LED封装技术，将多个芯片集中直接封装在散热基体上，使芯片与散热基体之间的热阻更小，整个散热基体就是一个完整的灯具，形成集成式大功率LED照明部件。3.1.2 基于仿生学原理设计热管理系统，建立了芯片一散热一体化二层结构热阻模型，对其进行了结温计算和寿命预测。芯片一散热一体化二层结构的特点是热源芯片直接封装在散热器上，随着发热源的温度升高，空气在多孔状散热器中发生流动，多孔为空气对流提供了流动通道，热被自动散发出来，确保芯片在安全使用温度范围内正常工作。先进的导热和热对流系统确保良好的散热效果，进一步提高了芯片的发光效率。3.1.3
15、 将芯片(45mil45mi1)进行集成式封装(芯片集中在一个小区域)，得到光效较高的面光源，具有光通量密度高、总光通量高、低眩光的特点。目前，运用上述技术已制备出了“芯片一散热一体化(二层结构)模式”大功率LED照明灯具，如LED路灯、LED隧道灯、LED筒灯、LED射灯等。此外，目前大功率LED汽车前大灯均需要电风扇加强散热，难于满足市场化应用需求，利用二层结构制成的集束式大功率LED汽车前大灯，解决了目前汽车灯行业采用LED光源制造汽车前大灯的局限性3.2 产品技术指标及优势(1)高效散热：采用自然散热方式，彻底解决大功率LED散热难题(温差4 ，散热器温度35 的条件下实测)；(2)大电流：供给芯片的额定电流每颗为400 450mA；(3)高光效：整灯光效达到了909 lmW；(4)长寿命：50 000h；(5)光衰小：国家灯具质量监督检验中心检测结果为：1 000h寿命测试无光衰；(6)集成式：该集成式为COR (Chip OnRadiator)，即芯片集成直接粘接在散热器上，与集成粘接在铝基板上的COB(Chip On Board)集成式完全不同。集成芯片为单颗，呈面光源、单光源或集束式光源(安装玻璃透镜)射出；(7)照明效果与传统的非LED光源一样，不改变类的用光习惯；(8)结构简单：便于维护，无需整体更换。