LED的封装形式与封装工艺

原创 秦岭农民 2021-04-20 07:54

1 LED芯片类型

LED芯片类型从结构角度上主要分为三类:水平电极芯片,倒装芯片和垂直电极芯片。如下图1 所示

图1 三种芯片的基本结构

2 LED的封装

封装是实现LED从芯片走向最终产品所必需的中间环节,封装的功能在于提供芯片足够的保护,防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效,以提高芯片的稳定性;对于LED封装,还需要具有良好光取出效率和良好的散热性,好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境,进而提升LED的寿命。

封装的作用:实现输入电信号,保护芯片正常工作,输出可见光的功能。

3 常用的LED芯片封装形式

1)引脚式封装

2)平面式封装

3)表贴封装

4)食人鱼封装

5)功率型封装

4 引脚式封装结构

LED引脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚,是最先研发成功投放市场的封装结构,品种数量繁多,技术成熟度较高,封装内结构与反射层仍在不断改进。

LED芯片粘结在引线支架上。正极用金线链接在一个支架上,负极用金丝连接在支架反射杯子内或者用银浆直接粘结在支架反射杯内。顶部用环氧树脂包封,做成圆柱+半球型。环氧树脂的形状起到透镜的作用,控制光束发散角。同时环氧树脂的折射率起到芯片与空气的过渡,提高芯片的发光效率,芯片的折射率高,对空气的全反射角度小,而对环氧树脂,全反射角度增大,可以使得更多的光输出。

一般此种LED chip的尺寸是0.25mmX0.25mm,封装后元件的半径是5mm,发光功率1~2 流明,工作电流是20~30mA。传统小晶片LED因为发光功率低,限制了其应用。大部分用在显示或者指示方面。比如仪器的指示灯。

4.1引脚式封装的工艺

5 平面式封装

平面式封装就是将多个LED芯片组合封装成一个平面的结构型封装。通过LED的适当连接(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”字管和矩阵管等。

以美国Cree公司的Xlamp XP-E产品为例,采用的是一种生产效率更高的封装制造工艺,以陶瓷作为封装基板,产品单元在一片陶瓷基板上,呈平面状,阵列式排布在一起。在每个基板单元上安装芯片,然后在陶瓷基板上封装一层硅胶,并形成所需要的光学透镜结构。其结构包括陶瓷基板,新品,Au线和塑封硅胶等。

6 表贴封装(SMD)

表贴式封装(SMD)是一种新型表贴式封装。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,很适合做手机的键盘显示照明,电视机的背光照明,以及需要照明或指示的电子产品,近年来贴片封装有向大尺寸和高功率的方向发展,一个贴片内封装三、四个Led芯片,可用于组装照明产品。

SMD封装的工艺流程为

7 食人鱼封装

食人鱼封装是正方形的,采用透明树脂的封装,因为它的形状很像亚马逊河中的食人鱼Piranha,故称为食人鱼封装。它有四个引脚,负极处有个缺脚。食人鱼是散光型的LED,发光角度大于120度,发光强度很高,而且能承受更大的功率。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到出到PCB的铜带上。

图7 食人鱼封装

食人鱼封装步骤

1)选定食人鱼LED的支架

2)清洗支架

3)确定支架中冲凹下去碗的形状大小及深浅

4)LED芯片固定在支架碗中

5)烘干

6)焊接LED芯片两级

7)选用模粒

8)模粒中灌胶

9)焊好LED芯片的支架倒放在模粒中

10)      烘干,脱模,切模

11)      测试和分选

8 功率型封装

随着LED芯片输入功率的提高,带来了大的发热量及要求高的出光效率,给LED的封装技术提出了更新更高的要求,使得功率型LED的封装技术成为近年来的研究热点,功率型LED也是未来半导体照明的核心

大功率LED封装设计光,电,热,结构与工艺等方面如图1 所示。具体而言,封装的关键技术包括

8.1 地热阻封装工艺

主要包括芯片布置,封装材料选择与工艺,热沉设计等。LED封装热阻主要包括材料内部热阻和界面热阻。散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量,并传导到热沉上,实现与外界的热交换。常用的散热基板材料包括硅,金属(铝,铜)、陶瓷(如Al2O3,AlN,SiC)和符合材料等。封装界面对热阻影响也很大,如果不能正确处理界面就难以获得良好的散热效果。因此,芯片和散热基板间的热界面材料选择十分重要。LED封装采用低温或者共晶焊料,锡膏或者掺纳米颗粒的导电银胶作为界面材料可以大大降低界面热阻。

8.2 高取光率封装结构和工艺

芯片发光辐射产生的光子在向外发射时产生的损失,主要包括三个方面:1)芯片内部结构缺陷以及材料的吸收;2)光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失;3)由于入射角大于全反射临界角引起的全反射损失。通过在芯片表面涂敷一层折射率相对较高的透明胶层(灌封胶),由于该胶层处于芯片和空气之间,从而有效减少了光子在界面的损失,提高了取光效率。

8.3 封装工艺

图9 封装工艺流程


秦岭农民 欢迎关注半导体,光学,传感器,雷达,硅光耦合,激光器等封装相关.需求请留言。谢谢
评论
  • 本文介绍瑞芯微开发板/主板Android配置APK默认开启性能模式方法,开启性能模式后,APK的CPU使用优先级会有所提高。触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。源码修改修改源码根目录下文件device/rockchip/rk3562/package_performance.xml并添加以下内容,注意"+"号为添加内容,"com.tencent.mm"为AP
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:09 164浏览
  • 2024年是很平淡的一年,能保住饭碗就是万幸了,公司业绩不好,跳槽又不敢跳,还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的,碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有,小问题还是有不少,这里就举一两个来说一下。第一个就是,先看下下面的这个封装,你能猜出它的引脚间距是多少吗?这种排线座比较常规的是0.6mm间距(即排线是0.3mm间距)的,而这个规格也是我们用得最多的,所以我们按惯性思维来看的话,就会认为这个座子就是0.6mm间距的,这样往往就不会去细看规格书了,所以这次的运气
    wuliangu 2025-01-21 00:15 189浏览
  • 嘿,咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。 这RISC-V MCU技术呢,简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊,2010年的时候,是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的,目的就是想搞个新的、开放的指令集架构,能跟上现代计算的需要。到了2015年,专门成立了个RISC-V基金会,让这个架构更标准,也更好地推广开了。这几年啊,这个RISC-V的生态系统发展得可快了,好多公司和机构都加入了RISC-V International,还推出了不少RISC-V
    丙丁先生 2025-01-21 12:10 118浏览
  •     IPC-2581是基于ODB++标准、结合PCB行业特点而指定的PCB加工文件规范。    IPC-2581旨在替代CAM350格式,成为PCB加工行业的新的工业规范。    有一些免费软件,可以查看(不可修改)IPC-2581数据文件。这些软件典型用途是工艺校核。    1. Vu2581        出品:Downstream     
    电子知识打边炉 2025-01-22 11:12 62浏览
  •  光伏及击穿,都可视之为 复合的逆过程,但是,复合、光伏与击穿,不单是进程的方向相反,偏置状态也不一样,复合的工况,是正偏,光伏是零偏,击穿与漂移则是反偏,光伏的能源是外来的,而击穿消耗的是结区自身和电源的能量,漂移的载流子是 客席载流子,须借外延层才能引入,客席载流子 不受反偏PN结的空乏区阻碍,能漂不能漂,只取决于反偏PN结是否处于外延层的「射程」范围,而穿通的成因,则是因耗尽层的过度扩张,致使跟 端子、外延层或其他空乏区 碰触,当耗尽层融通,耐压 (反向阻断能力) 即告彻底丧失,
    MrCU204 2025-01-17 11:30 184浏览
  • 数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路,在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立,提高低压系统的抗干扰能力,同时还可确保高、低压系统之间的安全交互,使系统稳定工作,并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。典型数字隔离芯片的简化原理图值得一提的是,数字隔离芯片历经多年发展,其应用范围已十分广泛,凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么,电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一
    华普微HOPERF 2025-01-20 16:50 76浏览
  •  万万没想到!科幻电影中的人形机器人,正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日,乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车,再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔,银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司,在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1,这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人,得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业,智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1
    刘旷 2025-01-21 11:15 502浏览
  • 高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算给大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来,尤其对于PCB设计工程师来说,心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计,高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心!另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈,因为翻看很多以往的文章,高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦!咋滴,今天居然说孔径不关心了?别,别急哈,听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定,毕竟像我
    一博科技 2025-01-21 16:17 105浏览
  • 临近春节,各方社交及应酬也变得多起来了,甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”,基本是关于2025年经济预判的话题,以及如何稳定工作等话题;但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面,他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中,我发现今年的聊天有个很有意思的“点”,挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的,还能掌握一些经济趋势的分析能力,到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情?单单就这个一个月内,我就重复了数次“为什么”,再辅以我上次写的:《
    牛言喵语 2025-01-22 17:10 66浏览
  • 现在为止,我们已经完成了Purple Pi OH主板的串口调试和部分配件的连接,接下来,让我们趁热打铁,完成剩余配件的连接!注:配件连接前请断开主板所有供电,避免敏感电路损坏!1.1 耳机接口主板有一路OTMP 标准四节耳机座J6,具备进行音频输出及录音功能,接入耳机后声音将优先从耳机输出,如下图所示:1.21.2 相机接口MIPI CSI 接口如上图所示,支持OV5648 和OV8858 摄像头模组。接入摄像头模组后,使用系统相机软件打开相机拍照和录像,如下图所示:1.3 以太网接口主板有一路
    Industio_触觉智能 2025-01-20 11:04 156浏览
  • Ubuntu20.04默认情况下为root账号自动登录,本文介绍如何取消root账号自动登录,改为通过输入账号密码登录,使用触觉智能EVB3568鸿蒙开发板演示,搭载瑞芯微RK3568,四核A55处理器,主频2.0Ghz,1T算力NPU;支持OpenHarmony5.0及Linux、Android等操作系统,接口丰富,开发评估快人一步!添加新账号1、使用adduser命令来添加新用户,用户名以industio为例,系统会提示设置密码以及其他信息,您可以根据需要填写或跳过,命令如下:root@id
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:14 123浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦