大功率LED封装关键技术

大功率LED封装散热关键问题的仿真

１白光ＬＤ器件（ＷＥ型号ＬＷＷ５Ｇ）安装在Ｏ０００Ｓ．３ｍ× ．３ｍ金属线路板进行仿真测试，结温为
［收稿日期】２１ — ９— ６０１００［回日期］２１ — １２修０１１ — １［基金项目］国家自然科学基金项目（０００４；门市科技计划项目（５２２０３３）５９９８）厦３０Ｚ０９０９［作者简介］李爱玉（９７一，，讲师，博士，从事材料性质与ＬＤ散热研究．Ｅｍｉａｌｎｔｄ．ｌ１７）女Ｅ－ａ：ｙ＠ｘｌ．ｕｅｌｉｕｅｌ
李爱玉，朱文章 ’ ２
（．厦门１理工学院数理系，福建厦门３１４２厦门６２；．理工学０院光电技术工程研究中福建厦门３１４心，６０）２
【摘要］基于ＡＳＳＮＹ有限元软件对目３前种典型ＬＤ封装结构的温度场进行模拟分析．通过比较得Ｅ
１模型的建立
ＬＤ输入功率为１，电光转换效率为１％，芯片尺寸为００１００１ｍ，基板和金属线路板的ＥＷ５．０ｘ．０ｍ尺寸为００００．３ｍ× ．３ｍ，周围环境温度为２８Ｋ，器件与外界的自然热对流系数为１９５Ｗ／（・．由ｍＫ）
寸等来改善大功率ＬＤ封装散热性能；王静等研究发现增加散热片的散热面积是很好的散热方Ｅ
法，可以轻易地提高ＬＤ器件散热能力，然而无限度地提高ＬＤ散热片面积显然不现实．除了对结ＥＥ构优化设计外，同时有相当多的研究精力集中在寻找高热导率封装材料上，材料的热导率越高，散热性能越好，张学粉Ｌ对ＬＤ粘结材料和散热器材料的热导率研究发现，当粘结材料（热器材料）８Ｅ散的热导率增大到一定值时，再增大热导率，芯片的结温和热阻减少得非常缓慢．王静等对封装材料热导率研究也发现热导率变化对提高ＬＤ功率影响微弱．基于现有这些研究，本文以目３Ｅ前种典型ＬＤ封装结构为例，进行温度场模拟比较，系统地分析封装结构对ＬＤ散热的影响．ＥＥ

大功率白光LED封装技术面临的挑战

发展创新，面对巨大的市场机会，世界各大公司加大了对芯片及其封装技术的研发力度，以期解决两个技
术关键：如何提高发光效率和如何提高器件总的光通
量，Ｅ】ＬＤ芯片和封装不能再沿袭传统的设计理念与生产模式，寻找新的导热性能优良的封装材料，优化封
装结构，改进封装工艺，增强ＬＤ内部产生光子出射Ｅ
设计、材料及工艺技术等多方面人手，高产品的封装提
１引言
发光二极管（ＥＬＤ）光ＬＤ是未来照明的核心部分，Ｅ进人２ｌ
世纪后，ＬＤ的高效化、超高亮度化、全色化不断Ｅ
可见光和热等辐射能的发光器件，具有寿命长、体积小、发光效率高、响应时间短、光色纯、结构牢固、能稳性定、可靠性高、节能环保等一系列优异特性，被认为是最有可能进人普通照明领域的一种 “ 绿色照明光源” 目。前市场上功率型ＬＤ的最高流明效率在５１Ｅ０ｍ左右，还远达不到家庭日常照明的要求。为了提高功率型ＬＤＥ发光效率，一方面发光芯片的效率有待提高；另一方面，功率型ＬＤ的封装技术也需进一步提高，Ｅ从结构
的几率，提高光效，解决散热，改进光学性能，加速大功率ｕ产品用于普通照明进程更是产业界研发的
收稿日期：０７０－５２０ —９０基金项目：河南省重点科技攻关资助项目（７１２４０７）０２０２０２，河南理工大学博士基金资助项目（４６２）６８０，河南理工大学研究生学位论文创新基金资助项目（４０５）６４０
．

大功率LED封装工艺技术

（大功率）ＬＥＤ具有寿命长、低污染、低功耗、节能和抗冲击等优点。跟传统的照明器具相比较，（大功率）ＥＤ不仅单Ｌ色性好、光学效率高、光效强，而且可以满足不同的需要高显色指数。尽管如此，大功率ＬＥＤ的封装工艺却有严格的要求。具体体现在： ①低成本； ② 系统效率最大化； ③易于替换和维
散发至ＰＣＢ板上，散热问题也比较好的解决。但是也存在着
一
护； ④ 多个ＬＥＤ可实现模块化； ⑤散热系数高等简单的要求。根据大功率ＬＥＤ封装技术要考虑的种种因素，在封装关
键技术方面也提出了几点。主要包括：
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒＬＥＤｃｈｉｐｐａｃｋａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒＬＥＤｐａｃｋａｇｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｏｆｔｈｅｐａｃｋａｇｅ，ｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｔｈｅｐａｃｋａｇｅ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒＬＥＤｐａｃｋａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｒｉｅｆ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＥＤｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ；ＬＥＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＬＥＤｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇ

led封装实验报告

led封装实验报告LED封装实验报告引言：近年来，随着科技的飞速发展，LED（Light Emitting Diode）作为一种新型的照明装置，逐渐在各个领域得到广泛应用。

本实验旨在通过对LED封装过程的研究与实践，探究其原理和技术，并对其性能进行评估。

一、实验目的本实验的主要目的是研究LED封装过程中的关键技术和参数，探究其对LED性能的影响，并通过实验数据分析和对比，评估不同封装工艺对LED性能的影响。

二、实验原理LED封装是将LED芯片与外部环境隔离，并提供电气连接和机械保护的过程。

封装过程中的关键技术包括芯片粘合、导线焊接、封装胶固化等。

不同的封装工艺和材料选择会对LED的光电性能产生重要影响。

三、实验步骤1. 芯片粘合：将LED芯片粘贴在导电胶水上，确保芯片与基板之间的良好接触。

2. 导线焊接：将导线焊接到芯片的金属引脚上，以实现电气连接。

3. 封装胶固化：使用特定的封装胶固化装置，对封装胶进行固化，以提供机械保护和光学性能。

四、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析，我们可以得出以下结论：1. 不同的芯片粘合技术会对LED的热导性能产生影响，影响LED的散热效果。

2. 导线焊接的质量直接影响LED的电气连接性能，焊接不良会导致电流传输不畅，影响LED的亮度和稳定性。

3. 封装胶的固化时间和温度对LED的机械保护和光学性能有重要影响，过长或过短的固化时间都会影响LED的稳定性和寿命。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了LED封装的原理和技术，了解了不同封装工艺对LED性能的影响。

同时，我们也认识到在实际应用中，除了封装过程本身，LED的性能还受到其他因素的影响，如芯片质量、散热设计等。

因此，在实际应用中，需要综合考虑多个因素，以实现最佳的LED性能。

六、展望随着科技的不断进步，LED封装技术也将不断创新和完善。

未来，我们可以进一步研究和探索LED封装过程中的新材料、新工艺和新技术，以提高LED的光电性能和应用范围。

LED封装技术与失效分析

LED封装技术与失效分析LED（Light Emitting Diode，发光二极管）封装技术及其失效分析是一个非常重要的领域，对于提高LED灯的可靠性和性能具有关键影响。

本文将对LED封装技术和失效分析进行详细介绍，以期增进读者对该领域的了解。

一、LED封装技术1. 芯片分离：将大面积的芯片切割成小芯片，通常为1mm x 1mm或大于1mm x 1mm的尺寸。

切割后的芯片通常需要进行光电特性的测试来筛选出良好的品质。

2.载箱：将分离的芯片粘贴到一个或多个电极载体上，形成一个小的光电晶体芯片。

载体通常由陶瓷、铝基板、硅基板等材料制成，以提供良好的导热性能和机械强度。

3.焊接：使用金属焊料将芯片连接到载体上的电极上，实现电流和信号的传输。

4.封装：将载体和焊接的芯片套入塑料封装材料中，形成完整的LED封装体。

5.温度循环老化：通过在特定温度范围内循环加热和降温，以模拟LED在使用过程中的温度变化情况，检验封装的可靠性和耐受性。

LED封装技术的目标是提供良好的热传导、电气连接和物理保护。

适当的封装技术可以提高LED的光电效率、光照强度和颜色稳定性。

常见的LED封装技术包括DIP（插装封装）、SMD（面贴封装）、COB（晶片封装）等，每种技术都有其特定的适用场景和优势。

二、LED失效分析虽然LED具有长寿命和高可靠性的特点，但仍然存在一些常见的失效模式和原因需要进行分析和解决。

以下是几种常见的LED失效模式及其分析：1.热失效：温度是影响LED寿命和性能的重要因素之一、高温容易导致LED芯片的电子结构损坏和荧光粉材料的老化。

因此，合理的散热设计和电流控制非常重要。

2.电子损坏：LED芯片中的PN结构易受静电放电、过电流等电子性失效的影响。

一个常见的解决方法是在制造过程中引入防静电措施和电流保护电路。

3.湿度和环境腐蚀：潮湿的环境和腐蚀性气体可能导致LED元件内部金属接触部分的腐蚀，甚至引起短路。

因此，密封技术和材料在应对这类环境挑战方面发挥着重要作用。

大功率led关键工艺制造流程

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LED封装天下-EMC与PCT支架谁是王者

LED封装天下EMC与PCT支架谁是“王者”?发布时间：2014-8-8 浏览次数:2167作为LED照明光源的重要组成部分，灯珠及所处的封装行业近年来一直处于新材料、新工艺的快速驱动发展阶段。

目前LED封装支架主要由塑料、铜材、电镀构成，其中导热的关键是看塑料的材质，主要的应用材料有PPA、PCT、EMC。

PCT材料在高温承受能力、高温长时间黄变、反射率、UV照射上都要优于现有的PPA。

它可达到其他同类材料不可比拟的颜色稳定性和低吸水性(千分之一左右)，用于大型户外LED屏生产，可达到良好的环境适应能力。

此外PCT材料加的是陶瓷纤，含纤20%左右，耐候性较好，抗UV，具有较低的吸水率和成型收缩率以及良好的尺寸稳定性。

而EMC支架具高耐热、抗UV、通高电流、体积小、抗黄化的特性，为追求成本不断下降的LED封厂带来新选择。

无论是台湾地区LED封装厂或是中国大陆LED封装厂2013年皆积极扩增EMC产能，其中，陆系LED封装厂产能扩增快速，据悉，天电的EMC产能也已较先前倍增，在各厂产能积极开出下，EMC导线架价格降幅预料将加速，而这也对原先具性价比优势的PCT导线架造成威胁。

观点一：EMC封装或将取代PCT随着LED照明需求的迸发，LED产业已近渡过2年的寒冬，进入春暖花开的日子。

在LED上游晶片厂忙着Flip-chip练功的同时，LED封装厂2013年也没闲着，在封装制程中导入EMC(Epoxy Molding Compound)支架成为各家一致的目标。

EMC支架具高耐热、抗UV、通高电流、体积小、抗黄化的特性，为追求成本不断下降的LED封厂带来新选择。

EMC产品炙手可热也要归功于日系封装大厂日亚化，除了率先开发采用EMC支架材料，日亚化搭在EMC支架的757系列2013年成为热销产品，高性价比表现获得市场一致好评，掀起这波EMC扩产热潮。

日亚化2013年以月产能800KK稳居EMC产能冠军，紧接在后的是大陆LED封装厂天电，月产能维270KK，台湾封装厂则以单月120KK的荣创产能最大，近期被中电收购的启耀单月也有80KK产能，亿光单月EMC产能则为60KK。

LED封装技术

2、平面式封装（1）原理
平面式封装LED器件是由多个LED芯片组合而成的结构型器件。
通过LED的适当连接（包括串联和并联）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、矩阵管等。
（2）结构
3、表贴式封装表面贴片LED（SMD）是一种新型的表面贴装式半导
（4）备胶和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面
电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶
工艺。
（5）手工刺片将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的
夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED 芯片一个一个刺到相应的位置上。
三、功率型封装功率型LED是未来半导体照明的核心，大功率LED有
• 大的耗散功率， • 大的发热量， • 以及较高的出光效率， • 长寿命。
大功率LED的封装不能简单地套用传统的小功率LED的封装，必须在： • 封装结构设计； • 选用材料； • 选用设备
等方面重新考虑，研究新的封装方法。
目前功率型LED主要有以下6种封装形式： 1. 沿袭引脚式 LED封装思路的大尺寸环氧树脂封装
用显微镜检查材料表面 • 是否有机械损伤及麻点； • 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求； • 电极图案是否完整。
（2）扩片由于 LED 芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约
0.1mm），不利于后工序的操作。采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，使LED芯片的
间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等