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LED的封装有何特殊性

高工
2014-05-14 22:24:14    评分


       LED封装技术是在分立器件封装技术基础上发展、演变而来的,但是却有很大的特殊性。一般情况下而言,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则要完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出可见光的功能。它既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,因此无法简单地将分立器件的封装应用到LED上面。
      LED的核心发光部分是由P型和N型半导体构成的PN结管芯,当注入PN结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光、紫外光和近红外光。但PN结区发出的光子是非定向的,即向各个方向进行的发射有相同的概率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料半导体质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包装材料。
     常规直径为5mm型LED封装是先将边长0.25mm的正方形管芯黏结或烧结在引线架上,其中管芯的正极通过球行接触点与金丝、键合为内引线与一条引脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一引脚相连,然后将其顶部用环氧树脂包装起来。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。
       顶部包装的环氧树脂做成一定形状,有以下几种作用:保护管芯不受外界侵蚀;采用不同的形状和材质,起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;管芯折射率与空气折射率太大时,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收,易发生全反射导致过多光损失,而选用相应折射率的环氧树脂做过渡,可提高管芯的光出射效率。
  用于构成管壳的环氧树脂必须具有一定的耐湿性、绝缘性和机械强度,且对管芯发出光的折射率和透射率要高。因此选择不同折射率的封装材料,封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的,发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若是采用尖形树脂透镜,可使光集中到LED轴线方向,使相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,则其相应视角将增大。
     一般情况下,LED的发光波长随温度变化,光谱宽度也随之增加,从而影响颜色鲜亮度。另外,当正向电流流经PN结时,发热性损耗会使得PN结产生升温。在室温附近,温度每升高1℃,LED的发光强度会相应减少1%左右。封装散热时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少驱动电流的办法来降低结温,多数的LED驱动电流限制在20mA左右。LED的光输出会随着电流的增大而增加,目前很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级,因此需要改进封装结构。采用全新的LED封装设计理念,运用低热阻封装结构及技术,可以改善热特性。例如,可采用大面积芯片倒装结构,选用导热性能好的银胶,增大金属支架的表面积,将焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外,在应用设计中,PCB线路板等的热设计、导热性能十分重要。




关键词: 特殊性     管芯     封装     有何    

高工
2014-05-15 11:31:43    评分
2楼
学习了

专家
2014-05-15 22:44:27    评分
3楼

   谢谢版主,学习了。

   其实,在大家都积极想法解决LED 散热的同时,想法减小LED本身的“热容量”(即:降低热量的积累,可能也是另一条途径。

   没条件实验,只能说说而已。


高工
2014-05-15 22:56:06    评分
4楼
led灯珠来说,不同的封装工艺,出来的灯珠的光效有很大差异,,

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