大功率LED的封装技术
led照明封装技术

led照明封装技术
LED照明封装技术是指将LED芯片、光学元件、电路驱动等
部件封装进光学透明的外壳或模组中的技术。
常见的LED照明封装技术包括以下几种:
1. 线性封装(Line Light):将多个LED芯片直接连续排列在一条线上,适用于照明灯带、线形照明等场景。
2. 表面贴装封装(Surface Mount Device, SMD):将LED芯片
焊接在基板上,并采用表面贴装技术,适用于大规模生产和SMT设备应用。
3. 球形封装(Spherical Dome Package):将LED芯片封装在一
个球形透明外壳内,形状类似灯泡,适用于台灯、路灯等应用。
4. 点阵封装(Dot Matrix Display):将多个LED芯片按矩阵排列,并通过连接线路径进行驱动控制,适用于屏幕显示、广告牌等应用。
5. 裸晶芯片封装 (Chip on Board, COB):将LED芯片直接粘贴
在金属基板上,并通过金丝连接电路进行驱动,适用于高功率照明和高集成度要求的应用。
6. 环形封装(Ring Package):将多个LED芯片排列成环形,
并封装在一个环形外壳内,适用于车灯、摄影补光等应用。
以上是一些常见的LED照明封装技术,不同的封装技术适用于不同的应用场景和需求,可以根据具体的照明需求选择合适的封装技术。
LED封装工艺及产品介绍

LED封装工艺及产品介绍LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,其具有发光、长寿命、低功耗、发光效率高等优点,因此在照明、显示、通讯等领域得到广泛应用。
而LED封装工艺是将LED芯片固定在支座上并进行封装,以保护LED芯片并增强其发光亮度和稳定性。
本文将对LED封装工艺及产品做详细介绍。
1.芯片切割:将大面积的蓝宝石衬底上的芯片通过切割工艺分割成小块,每块一个芯片。
2.衬底处理:将芯片背面进行清洗和抛光处理,以提高光的反射效率。
3.焊接金线:使用金线将芯片正电极与底座连接,以供电。
金线的材料一般选择纯金或金合金。
4.包封胶:使用固化胶将芯片包封在透明树脂中,以保护芯片不受湿氧侵蚀和机械损害。
5.电极镀膜:通过真空镀膜或湿法镀膜技术,在芯片的正负电极上涂覆一层金属薄膜,以增加电极的导电性。
经过以上工艺处理后,LED芯片就成功封装成LED灯珠或是LED灯管等各类产品。
根据不同的应用需求,LED产品可以进一步细分为以下几种:1.LED灯珠:是一种通过封装工艺将LED芯片固定在底座上的产品。
它通常具有高亮度、长寿命、低能耗等特点,广泛应用于LED照明领域。
2.LED灯管:是一种通过封装工艺将多个LED灯珠串联或并联在一起,形成条状灯管的产品。
它具有均匀照明、高照度等特点,广泛应用于室内、室外照明等场合。
4. RGB LED:RGB(Red, Green, Blue)LED是一种通过使用多个LED芯片,分别发出红、绿、蓝三种颜色的光,从而形成各种不同颜色的光源。
它广泛应用于彩色显示、彩色照明等场合。
除了以上介绍的LED产品,还有LED点阵屏、LED显示屏、LED模组等各种具有特殊功能和形状的LED产品,满足了不同行业的需求。
总之,LED封装工艺及产品已经在各个领域得到广泛应用,通过不断的研发与创新,LED产品的亮度、生产效率、稳定性等方面不断提高,助力推动绿色环保、高效节能的发展。
led灯封装形式

led灯封装形式LED灯封装形式LED灯(Light Emitting Diode)是一种半导体发光装置,具有高亮度、低能耗和长寿命等优点,因此在照明、显示和通信等领域广泛应用。
LED灯的封装形式决定了其外形、尺寸、光效和散热能力等特性,不同的封装形式适用于不同的应用场景。
一、DIP封装DIP(Dual In-line Package)封装是最早出现的LED封装形式之一。
DIP封装的LED灯具有较大的尺寸和较低的亮度,适用于一些低要求的指示灯和显示屏。
DIP封装的LED灯通过两个金属引脚进行电连接,其中一个引脚连接正极,另一个引脚连接负极。
这种封装形式在电子产品中应用广泛,但由于其尺寸较大,限制了LED灯的亮度和应用范围。
二、SMD封装SMD(Surface Mount Device)封装是目前最常见的LED封装形式之一。
SMD封装的LED灯具有小尺寸、高亮度和高光效的优点,适用于各种照明和显示应用。
SMD封装的LED灯通过焊接在PCB 板上的金属焊点与电路板连接。
SMD封装的LED灯分为方形和圆形两种形状,其中方形封装常用的有3528、5050和2835等规格,圆形封装常用的有0603、0805和1206等规格。
SMD封装的LED灯在手机、电视、车灯和室内照明等领域广泛应用。
三、COB封装COB(Chip on Board)封装是一种将多个LED芯片直接粘贴在陶瓷基座上的封装形式。
COB封装的LED灯具有高亮度、均匀光斑和良好的散热性能。
COB封装的LED灯适用于大功率照明和户外照明等高要求应用场景。
COB封装的LED灯通过焊接在PCB板上的金属焊点与电路板连接。
COB封装的LED灯在路灯、投光灯和景观照明等领域得到广泛应用。
四、Flip-Chip封装Flip-Chip封装是一种将LED芯片倒装焊接在基板上的封装形式。
Flip-Chip封装的LED灯具有高亮度、高光效和高可靠性的特点,可以实现更高的电流和更小的尺寸。
大功率LED封装工艺技术

散发至 P C B板 上 , 散热 问题也 比较好 的解决。但是也存在着
一
护; ④ 多个 L E D可实现模块化 ; ⑤散热系数高等简单的要求 。 根据大功率 L E D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 :
Ab s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e s h i g h - p o w e r L E D c h i p p a c k a g i n g t e c h n o l o g y .I n c l u d i n g h i g h - p o we r L ED p a c k a g i n g r e q u i r e me n t s ,t h e k e y t e c h n o l o y g o f t h e p a c k a g e ,i n t h e f o r m o f t h e p a c k a g e ,t h e p r o c e s s o f h i g h - p o w e r L ED p a c k a g i n g t e c h n o l o g y b r i e f . Ke y wo r d s :L ED e n c a p s u l a t i o n ;L ED t e c h n o l o g y ; L ED t e c h n o l o y g
led灯珠封装方法

led灯珠封装方法
LED灯珠是一种高效、节能、环保的照明产品,它的封装方法对于LED灯珠的性能和寿命有着至关重要的影响。
目前常用的LED灯珠封装方法主要有以下几种:
1. 点胶封装法
点胶封装法是一种常见的LED灯珠封装方法,它采用胶水将LED芯片固定在PCB板上,并用胶水覆盖LED芯片,形成一个保护层。
这种封装方法具有成本低、生产效率高、封装密度大等优点,但是胶水的选择和使用要求非常严格,否则会影响LED灯珠的光效和寿命。
2. 瓷基封装法
瓷基封装法是一种高端的LED灯珠封装方法,它采用高温烧结技术将LED芯片封装在陶瓷基板上,形成一个坚固的保护层。
这种封装方法具有优异的散热性能、高可靠性、长寿命等优点,但是成本较高,适用于高端照明产品。
3. 玻璃封装法
玻璃封装法是一种新型的LED灯珠封装方法,它采用高温熔融技术将LED芯片封装在玻璃基板上,形成一个坚固的保护层。
这种封装方法具有优异的光学性能、高可靠性、长寿命等优点,但是成本较高,适用于高端照明产品。
4. 裸芯封装法
裸芯封装法是一种简单的LED灯珠封装方法,它直接将LED芯片焊接在PCB板上,不需要任何保护层。
这种封装方法具有成本低、生产效率高等优点,但是缺乏保护层容易受到外界环境的影响,影响LED灯珠的寿命。
总的来说,LED灯珠封装方法的选择应根据产品的使用环境、性能要求和成本等因素综合考虑。
在封装过程中,应注意选择合适的材料和工艺,确保LED灯珠的光效、散热性能和寿命等指标达到要求。
LED封装技术(第四讲)

二、灌胶/注胶的设备与技术
灌胶的过程是先在LED成型模腔(模条) 内注入液态环氧树脂,然后插入固晶、焊线 好的LED支架,放入烘箱让环氧固化后,将 LED从模腔中脱出即成型。
二、灌胶/注胶的设备与技术
主要的工艺流程: 1. 根据生产的需求量进行配胶,后将已配 好的胶搅拌均匀后置入45℃ /15分钟的真空烘 箱内进行脱泡。 注意: 按比例配胶、搅拌均匀、脱泡工艺
模具胶体流道
塑封结果
五 封胶工艺常用的材料
封装胶种类: 1. 环氧树脂 Epoxy Resin 2. 硅胶 Silicone 3. 胶饼 Molding Compound 4. 硅树脂 Hybrid
3. 初烤——使胶硬化 Φ3、Φ5 的产品初烤温度为125 ℃ /60分
钟;
Φ 8、Φ 10 的产品初烤温度为110 ℃ /30 分钟+125 ℃ /30分钟 为什么工艺条件要有差别?
二、灌胶/注胶的设备与技术
4. 进行离模,后进行长烤125 ℃ /6-8小时。 离模剂的作用及危害 5. 仿流明灌胶模条
二、灌胶/注胶的设备与技术
/ptv/vplay/20766998.html
6. 仿流明的注胶工艺
二、灌胶/注胶的设备与技术
灌胶常见质量问题: Ⅰ. 支架插偏、支架插深/插浅、支架插反、 支架爬胶 Ⅱ. 碗气泡、珍珠气泡、线性气泡、表面针孔 气泡 Ⅲ. 杂质、多胶、少胶、雾化 Ⅳ. 胶面水纹、胶体损伤、胶体龟裂、胶体变 黄。
搅拌均匀如何做到? 电磁搅拌!
二、灌胶/注胶的设备与技术
2. 将模条按一定的方向装在铝船上。后进 行吹尘后置入125 ℃ /40分钟的烘箱内进行预 热。 为什么要预热? 注意:模条卡位的作用
二、灌胶/注胶的设备与技术
LED封装技术的研究与应用

LED封装技术的研究与应用随着科技的不断发展,LED封装技术的研究也日益深入。
LED封装是将LED 芯片与壳体的设计、制造和封装工艺连接起来的一种技术,目的是将光源集中、封装在一定的空间内,并对光线进行有效的控制和传输。
该技术在照明、显示以及汽车等多个领域有着广泛的应用,并且未来仍然具有巨大的发展潜力。
一、LED封装技术的基础LED封装是将LED芯片、导线与管壳进行组合封装,以达到光源集中、光通量的有效传输和光束角度的更改等目的。
封装的材料和结构主要由以下三个部分构成:1、基板:基板是指支撑LED芯片的固定平台。
基板的材料需要具有一定的导热性和机械性能,从而可以将LED芯片固定在其上并进行导热。
2、封装材料:封装材料是指将LED芯片固定在基板上,并将其包覆在内的材料。
这类材料主要包括环氧树脂、硅胶、云母、玻璃等。
3、外壳结构:封装芯片的外壳设计,能够对光波的射出、散射和传输等性能进行有效控制,从而提高LED的光通量、亮度和发光效率。
以上三部分是LED封装技术的基础,不同的LED产品封装技术也会根据使用场景和需求而有所不同。
二、LED封装技术的研究进展随着科技进步和需求的提升,LED封装技术也在不断的研究和进步。
在现有LED封装技术的基础上,未来主要有以下几个方面的研究方向:1、封装材料的研究目前,大量使用的封装材料主要是环氧树脂和硅胶等。
随着LED的不断升级和普及,对封装材料性能的要求也越来越高。
因此,未来封装材料的开发和优化将是一个关键的研究方向。
更好的材料可以提高封装的保护性、导热性和光学性能,从而实现更高的光通量。
2、高效导热封装技术的研究LED芯片的工作发热非常高,因此导热是一个非常重要的参数。
未来研究方向需要关注更高效的导热技术。
高效的导热封装技术可以有效降低LED芯片的工作温度,从而提高其工作效率并延长LED灯的使用寿命。
3、制程工艺的改进制程工艺是LED封装过程中最核心的环节之一,封装公差和制程过程对LED 的性能影响非常大。
大功率LED芯片的封装(共晶焊)及倒装芯片(flip chip)

大功率LED芯片的封装(共晶焊)及倒装芯片(flip chip)美国GREE公司的1W大功率芯片(L型电极),它的上下各有一个电极。
其碳化硅(SiC)衬底的底层首先镀一层金属,如金锡合金(一般做芯片的厂家已镀好),然后在热沉上也同样镀一层金锡合金。
将LED芯片底座上的金属和热沉上的金属熔合在一起,称为共晶焊接,如图1所示。
对于这种封装方式,一定要注意当led芯片与热沉一起加热时,二者接触要好,最好二者之间加有一定压力,而且二者接触面一定要受力均匀,两面平衡。
控制好金和锡的比例,这样焊接效果才好。
这种方法做出来的LED的热阻较小、散热较好、光效较高。
这种封装方式是上、下两面输入电流。
如果与热沉相连的一极是与热沉直接导电的,则热沉也成为一个电极。
因此连接热沉与散热片时要注意绝缘,而且需要使用导热胶把热沉与散热片粘连好。
使用这种LED要测试热沉是否与其接触的一极是零电阻,若为零电阻则是相通的,故与热沉相连加装散热片时要注意与散热片绝缘。
共晶点加热温度也称为共晶点。
温度的多少要根据金和锡的比例来定:·AuSn(金80%,锡20%):共晶点为282℃,加热时间控制在几秒钟之内。
·AuSn(金10%,锡90%):共晶点为217℃,加热时间控制在几秒钟之内。
·AgSn(银3.5%,锡96.5%):共晶点为232℃,加热时间控制在几秒钟之内。
1、倒装(Flip chip)1998年Lumileds公司封装出世界上第一个大功率LED(1W LUXOEN器件),使LED器件从以前的指示灯应用变成可以替代传统照明的新型固体光源,引发了人类历史上继白炽灯发明以来的又一场照明革命。
1WLUXOEN器件使LED的功率从几十毫瓦一跃超过1000毫瓦,单个器件的光通量也从不到1个lm飞跃达到十几个lm。
大功率LED 由于芯片的功率密度很高,器件的设计者和制造者必须在结构和材料等方面对器件的热系统进行优化设计。
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大功率LED的封装技术本文从光学、热学、电学、可靠性等方面,详细评述了大功率白光LED封装的设计和研究进展,并对大功率LED封装的关键技术进行了评述。
提出LED的封装设计应与晶片设计同时进行,并且需要对光、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,但封装结构中应尽可能减少热学和光学介面,从而降低封装热阻,提高出光效率。
文中最后对LED灯具的设计和封装要求进行了阐述。
一、前言大功率LED封装由于结构和工艺复杂,并直接影响到LED的使用性能和寿命,一直是近年来的研究热点,特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。
LED封装的功能主要包括:1.机械保护,以提高可靠性;2.加强散热,以降低晶片结温,提高LED性能;3.光学控制,提高出光效率,优化光束分布;4.供电管理,包括交流/直流转变,以及电源控制等。
LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由晶片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。
经过40多年的发展,LED封装先后经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等发展阶段。
随着晶片功率的增大,特别是固态照明技术发展的需求,对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。
为了有效地降低封装热阻,提高出光效率,必须采用全新的技术思路来进行封装设计。
二、大功率LED封装关键技术大功率LED封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面,如图1所示。
这些因素彼此既相互独立,又相互影响。
其中,光是LED封装的目的,热是关键,电、结构与工艺是手段,而性能是封装水平的具体体现。
从工艺相容性及降低生产成本而言,LED封装设计应与晶片设计同时进行,即晶片设计时就应该考虑到封装结构和工艺。
否则,等晶片制造完成后,可能由于封装的需要对晶片结构进行调整,从而延长了产品研发周期和工艺成本,有时甚至不可能。
具体而言,大功率LED封装的关键技术包括:(一)低热阻封装工艺对于现有的LED光效水平而言,由于输入电能的80%左右转变成为热量,且LED晶片面积小,因此,晶片散热是LED封装必须解决的关键问题。
主要包括晶片布置、封装材料选择(基板材料、热介面材料)与工艺、热沉设计等。
LED封装热阻主要包括材料(散热基板和热沉结构)内部热阻和介面热阻。
散热基板的作用就是吸引晶片产生的热量,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矽、金属(如铝,铜)、陶瓷(如Al2O3,AIN,SiC)和复合材料等。
如Nichia公司的第三代LED采用CuW做衬底,将1mm晶片倒装在CuW衬底上,降低了封装热阻,提高了发光功率和效率;Lamina Ceramics公司则研制了低温共烧陶瓷金属基板,如图2,并开发了相应的LED封装技术。
该技术首先制备出适于共晶焊的大功率LED晶片和相应的陶瓷基板,然后将LED晶片与基板直接焊接在一起。
由于该基板上集成了共晶焊层、静电保护电路、驱动电路及控制补偿电路,不仅结构简单,而且由于材料热导率高,热介面少,大大提高了散热性能,为大功率LED阵列封装提出了解决方案。
德国Curmilk公司研制的高导热性覆铜陶瓷板,由陶瓷基板(AIN和Al2O3)和导电层(Cu)在高温高压下烧结而成,没有使用黏结剂,因此导热性能好、强度高、绝缘性强、如图3所示。
其中氮化铝(AIN)的热导率为160W/mk,热膨胀系数为4.0×10-6/℃(与矽的热膨胀系数3.2×10-6/℃相当),从而降低了封装热应力。
研究表明,封装介面对热阻影响也很大,如果不能正确处理介面,就难以获得良好的散热效果。
例如,室温下接触良好的介面在高温下可能存在介面间隙,基板的翘曲也可能会影响键合和局部的散热。
改善LED封装的关键在于减少介面和介面接触热阻,增强散热。
因此,晶片和散热基板间的热介面材料(TIM)选择十分重要。
LED封装常用的TIM为导电胶和导热胶,由于热导率较低,一般为0.5-2.5W/mK,致使介面热阻很高。
而采用低温和共晶焊料、焊膏或者内掺纳米颗粒的导电胶作为热介面材料,可大大降低介面热阻。
(二)高取光率封装结构与工艺在LED使用过程中,辐射复合产生的光子在向外发射时产生的损失,主要包括三个方面:晶片内部结构缺陷以及材料的吸收;光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失;以及由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。
因此,很多光线无法从晶片中出射到外部。
通过在晶片表面涂覆一层折射率相对较高的透明胶层(灌封胶),由于该胶层处于晶片和空气之间,从而有效减少了光子在介面的损失,提高了取光效率。
此外,灌封胶的作用还包括对晶片进行机械保护,应力释放,并作为一种光导结构。
因此,要求其透光率高,折射率高,热稳定性好,流动性好,易于喷涂。
为提高LED封装的可靠性,还要求灌封胶具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。
目前常用的灌封胶包括环氧树脂和矽胶。
矽胶由于具有透光率高,折射率大,热稳定性好,应力小,吸湿性低等特点,明显优于环氧树脂,在大功率LED封装中得到广泛应用,但成本较高。
研究表明,提高矽胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失,提高外量子效率,但矽胶性能受环境温度影响较大。
随着温度升高,矽胶内部的热应力加大,导致矽胶的折射率降低,从而影响LED光效和光强分布。
萤光粉的作用在于光色复合,形成白光。
其特性主要包括粒度、形状、发光效率、转换效率、稳定性(热和化学)等,其中,发光效率和转换效率是关键。
研究表明,随着温度上升,萤光粉量子效率降低,出光减少,辐射波长也会发生变化,从而引起白光LED色温、色度的变化,较高的温度还会加速萤光粉的老化。
原因在于萤光粉涂层是由环氧或矽胶与萤光粉调配而成,散热性能较差,当受到紫光或紫外光的辐射时,易发生温度猝灭和老化,使发光效率降低。
此外,高温下灌封胶和萤光粉的热稳定性也存在问题。
由于常用萤光粉尺寸在1μm以上,折射率大于或等于1.85,而矽胶折射率一般在1.5左右。
由于两者间折射率的不匹配,以及萤光粉颗粒尺寸远大于光散射极限(30nm),因而在萤光粉颗粒表面存在光散射,降低了出光效率。
通过在矽胶中掺入纳米萤光粉,可使折射率提高到1.8以上,降低光散射,提高LED出光效率(10%-20%),并能有效改善光色质量。
传统的萤光粉涂敷方式是将萤光粉与灌封胶混合,然后点涂在晶片上。
由于无法对萤光粉的涂敷厚度和形状进行精确控制,导致出射光色彩不一致,出现偏蓝光或者偏黄光。
而Lumileds公司开发的保形涂层(Conformal coating)技术可实现萤光粉的均匀涂覆,保障了光色的均匀性,如图4b。
但研究表明,当萤光粉直接涂覆在晶片表面时,由于光散射的存在,出光效率较低。
有鉴于此,美国Rensselaer研究所提出了一种光子散射萃取工艺(Scattered Photon Extraction method, SPE),通过在晶片表面布置一个聚焦透镜,并将含萤光粉的玻璃片置于距晶片一定位置,不仅提高了器件可靠性,而且大大提高了光效(60%)总体而言,为提高LED的出光效率和可靠性,封装胶层有逐渐被高折射率透明玻璃或微晶玻璃等取代的趋势,通过将萤光粉内掺或外涂于玻璃表面,不仅提高了萤光粉的均匀度,而且提高了封装效率。
此外,减少LED出光方向的光学介面数,也是提高出光效率的有效措施。
(三)阵列封装与系统集成技术经过40多年的发展,LED封装技术和结构先后经历了四个阶段1、引脚式(Lamp)LED封装引脚式封装就是常用的A3-5mm封装结构。
一般用于电流较小(20-30mA),功率较低(小于0.1W)的LED封装。
主要用于仪表显示或指示,大规模集成时也可作为显示幕。
其缺点在于封装热阻较大(一般高于100K/W),寿命较短。
2、表面组装(贴片)式(SMT-LED)封装表面组装技术(SMT)是一种可以直接将封装好的器件贴、焊到PCB表面指定位置上的一种封装技术。
具体而言,就是用特定的工具或设备将晶片引脚对准预先涂覆了粘接剂和焊膏的焊盘图形上,然后直接贴装到未钻安装孔的PCB表面上,经过波峰焊或再流焊后,使器件和电路之间建立可靠的机械和电气连接。
SMT技术具有可靠性高、高频特性好、易于实现自动化等优点,是电子行业最流行的一种封装技术和工艺。
3、板上晶片直装式(COB)LED封装COB是Chip On Board(板上晶片直装)的英文缩写,是一种通过粘胶剂或焊料将LED 晶片直接粘贴到PCB板上,再通过引线键合实现晶片与PCB板间电互连的封装技术。
PCB 板可以是低成本的FR-4材料(玻璃纤维增强的环氧树脂),也可以是高热导的金属基或陶瓷基复合材料(如铝基板或覆铜陶瓷基板等)。
而引线键合可采用高温下的热超声键合(金丝球焊)和常温下的超声波键合(铝劈刀焊接)。
COB技术主要用于大功率多晶片阵列的LED封装,同SMT相比,不仅大大提高了封装功率密度,而且降低了封装热阻(一般为6-12W/m.K)。
4、系统封装式(SiP)LED封装SiP(System in Package)是近几年来为适应整机的携带型发展和小型化的要求,在系统晶片System on Chip (SOC)基础上发展起来的一种新型封装集成方式。
对SiP-LED而言,不仅可以在一个封装内组装多个发光晶片,还可以将各种不同类型的器件(如电源、控制电路、光学微结构、感测器等)集成在一起,构建成一个更为复杂的、完整的系统。
同其他封装结构相比,SiP具有工艺相容性好(可利用已有的电子装装材料和工艺),集成度高,成本低,可提供更多新功能,易于分块测试,开发周期短等优点。
按照技术类型不同,SiP可分为四种:晶片层叠型、模组型、MCM型和三维(3D)封装型。
目前,高亮度LED器件要代替白炽灯以及高压汞灯,必须提高总的光通量,或者说可以利用的光通量。
而光通量的增加可以通过提高集成度、加大电流密度、使用大尺寸晶片等措施来实现。
而这些都会增加LED的功率密度,如散热不良,将导致LED晶片的结温升高,从而直接影响LED器件的性能(如发光效率降低、出射光发生红移,寿命降低等)。
多晶片阵列封装是目前获得高光通量的一个最可行的方案,但是LED阵列封装的密度受限于价格、可用的空间、电气连接,特别是散热等问题。
由于紫光晶片的高密度集成,散热基板上的温度很高,必须采用有效的热沉结构和合适的封装工艺。
常用的热沉结构分为被动和主动散热。
被动散热一般选用具有高肋化系数的翅片,通过翅片和空气间的自然对流将热量耗散到环境中。
该方案结构简单,可靠性高,但由于自然对流换热系数较低,只适合于功率密度较低,集成度不高的情况。
对于大功率LED(封装),则必须采用主动散热,如翅片+风扇、热管、液体强迫对流、微通道致冷、相变致冷等。