ＬＥＤ護(hù)欄燈(LED數(shù)碼管）二極管封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)
來(lái)源： 作者： 時(shí)間：2012-08-24 瀏覽次數(shù)：
關(guān)鍵字：LED數(shù)碼管, LED數(shù)碼管廠(chǎng)家,LED護(hù)欄管
靈創(chuàng)科技照明專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)各種LED燈具，產(chǎn)品系列有：LED點(diǎn)光源,LED洗墻燈,LED數(shù)碼管,LED輪廓燈,LED投光燈,LED硬燈條,LED貼片數(shù)碼管,LED貼片點(diǎn)光源等，做過(guò)國(guó)內(nèi)外許多大型LED工程項(xiàng)目，歡迎選購(gòu)及洽談合作！"
ＬＥＤ二極管是一種可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光和輻射能的發(fā)光器件，由于具有工作電壓低、耗電量小、發(fā)光效率高、發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短、光色純、結(jié)構(gòu)牢固、抗沖擊、耐振動(dòng)、性能穩(wěn)定可靠、重量輕、體積小、成本低等一系列特性，其發(fā)展突飛猛進(jìn)，現(xiàn)已能批量生產(chǎn)整個(gè)可見(jiàn)光譜段各種顏色的高亮度、高性能產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)紅、綠、橙、黃的ＬＥＤ產(chǎn)量約占世界總量的１２％，“十五”期間的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)是達(dá)到年產(chǎn)３００億只的生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)超高亮度ＡｉＧｓｌｎＰ的ＬＥＤ外延片和芯片的大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)１０億只以上紅、橙、黃超高亮度ＬＥＤ管芯，突破ＧａＮ材料的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)藍(lán)、綠、白ＬＥＤ的中批量生產(chǎn)。
在ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)鏈接中，上游是ＬＥＤ襯底晶片及襯底生產(chǎn)，中游的產(chǎn)業(yè)化為ＬＥＤ芯片設(shè)計(jì)及制造生產(chǎn)，下游歸ＬＥＤ封裝與測(cè)試，研發(fā)低熱阻、優(yōu)異光學(xué)特性、高可靠的封裝技術(shù)是新型ＬＥＤ走向?qū)嵱谩⒆呦蚴袌?chǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路，從某種意義上講是連接產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)的紐帶，只有封裝好的LED才能成為終端產(chǎn)品，才能投入市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，才能為顧客提供服務(wù)，使產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)環(huán)相扣，無(wú)縫暢通。
２、ＬＥＤ封裝的特殊性
ＬＥＤ封裝技術(shù)大都是從分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，但也有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而ＬＥＤ封裝則是完成輸出電信號(hào)，保護(hù)管芯正常工作，輸出：可見(jiàn)光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求，無(wú)法簡(jiǎn)單地將分立器件的封裝用于ＬＥＤ。
ＬＥＤ的核心發(fā)光部分是由ｐ型和ｎ型半導(dǎo)體構(gòu)成的ｐｎ結(jié)管芯，當(dāng)注入ｐｎ結(jié)的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)，就會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，紫外光或近紅外光。但ｐｎ結(jié)區(qū)發(fā)出的光子是非定向的，即向各個(gè)方向發(fā)射有相同的幾率，因此，并不是管芯產(chǎn)生的所有光都可以釋放出來(lái)，這主要取決于半導(dǎo)體材料質(zhì)量、管芯結(jié)構(gòu)及幾何形狀、封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)與包封材料，應(yīng)用要求提高ＬＥＤ的內(nèi)、外部量子效率。常規(guī)Φ５ｍｍ型ＬＥＤ封裝是將邊長(zhǎng)為０．２５ｍｍ的正方形管芯粘結(jié)或燒結(jié)在引線(xiàn)架上，管芯的正極通過(guò)球形接觸點(diǎn)與金絲鍵合為內(nèi)引線(xiàn)并與一條管腳相連，負(fù)極通過(guò)反射杯和引線(xiàn)架的另一管腳相連，然后其頂部用環(huán)氧樹(shù)脂包封。反射杯的作用是收集管芯側(cè)面、界面發(fā)出的光，向期望的方向角內(nèi)發(fā)射。頂部包封的環(huán)氧樹(shù)脂做成一定形狀，有這樣幾種作用：保護(hù)管芯等不受外界侵蝕；采用不同的形狀和材料性質(zhì)（摻或不摻散色劑），有透鏡或漫射透鏡功能，控制光的發(fā)散角；管芯折射率與空氣折射率相關(guān)太大，致使管芯內(nèi)部的全反射臨界角較小，其有源層產(chǎn)生的光只有小部分被取出，大部分留在管芯內(nèi)部經(jīng)多次反射而被吸收，易發(fā)生全反射從而導(dǎo)致過(guò)多光損失，應(yīng)選用相應(yīng)折射率的環(huán)氧樹(shù)脂作過(guò)渡，提高管芯的光出射效率。用作構(gòu)成管殼的環(huán)氧樹(shù)脂須具有耐濕性、絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)管芯發(fā)出光的折射率和透射率較高。選擇不同折射率的封裝材料和不同封裝幾何形狀對(duì)光子逸出效率的影響是不同的，發(fā)光強(qiáng)度的角分布也與管芯結(jié)構(gòu)、光輸出方式、封裝透鏡所用材質(zhì)和形狀有關(guān)。若采用尖形樹(shù)脂透鏡，可使光集中到ＬＥＤ的軸線(xiàn)方向，相應(yīng)的視角較小；如果頂部的樹(shù)脂透鏡為圓形或平面型，其相應(yīng)視角將增大。
一般情況下，ＬＥＤ的發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度變化為０．２~０．３ｎｍ/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)ｐｎ結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，溫度每升高１℃，ＬＥＤ的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少１％左右。封裝散熱時(shí)保持色純度與發(fā)光強(qiáng)度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法，降低結(jié)溫，多數(shù)ＬＥＤ的驅(qū)動(dòng)電流限制在２０ｍＡ左右。但是，ＬＥＤ的光輸出會(huì)隨電流的增大而增加，目前，很多功率型ＬＥＤ的驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到７０ｍＡ、１００ｍＡ甚至１Ａ級(jí)，這就需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，采用全新的ＬＥＤ封裝設(shè)計(jì)理念和低熱阻封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)、改善熱特性。例如，采用大面積芯片倒裝結(jié)構(gòu)，選用導(dǎo)熱性能好的銀膠，增大金屬支架的表面積，焊料凸點(diǎn)的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外，在應(yīng)用設(shè)計(jì)中，ＰＣＢ線(xiàn)路板等的熱設(shè)計(jì)、導(dǎo)熱性能也十分重要。
進(jìn)入２１世紀(jì)后，ＬＥＤ的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新，紅、橙ＬＥＤ光效已達(dá)到１００l(fā)ｍ/Ｗ，綠ＬＥＤ為５０１ｍ/Ｗ，單只ＬＥＤ的光通量也達(dá)到數(shù)十lm。ＬＥＤ芯片和封裝不再沿襲傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與制造生產(chǎn)模式，在增加芯片的光輸出方面，研發(fā)不僅僅限于改變材料內(nèi)雜質(zhì)數(shù)量、晶格缺陷和位錯(cuò)來(lái)提高內(nèi)部效率，同時(shí)，如何改善管芯及封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)ＬＥＤ內(nèi)部產(chǎn)生光子出射的幾率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)光學(xué)性能，加速表面貼裝化ＳＭＤ進(jìn)程更是產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的主流方向。
３、產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)類(lèi)型
自上世紀(jì)90年代以來(lái)，ＬＥＤ芯片及材料制作技術(shù)的研發(fā)取得多項(xiàng)突破，透明襯底梯形結(jié)構(gòu)、紋理表面結(jié)構(gòu)、芯片倒裝結(jié)構(gòu)，商品化的超高亮度（１ｃｄ以上）紅、橙、黃、綠、藍(lán)的ＬＥＤ產(chǎn)品相繼問(wèn)市，２０００年開(kāi)始在低、中光通量的特殊照明中獲得應(yīng)用。ＬＥＤ的上、中游產(chǎn)業(yè)受到前所未有的重視，進(jìn)一步推動(dòng)下游的封裝技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，采用不同封裝結(jié)構(gòu)形式與尺寸、不同發(fā)光顏色的管芯及其雙色或三色組合方式，可生產(chǎn)出多種系列、品種、規(guī)格的產(chǎn)品。
ＬＥＤ產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)的類(lèi)型是根據(jù)發(fā)光顏色、芯片材料、發(fā)光亮度、尺寸大小等情況特征來(lái)分類(lèi)的。單個(gè)管芯一般構(gòu)成點(diǎn)光源，多個(gè)管芯組裝一般可構(gòu)成面光源和線(xiàn)光源，作信息、狀態(tài)指示及顯示用，發(fā)光顯示器也是用多個(gè)管芯，通過(guò)管芯的適當(dāng)連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）與合適的光學(xué)結(jié)構(gòu)組合而成的，構(gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段和發(fā)光點(diǎn)。表面貼裝ＬＥＤ可逐漸替代引腳式ＬＥＤ，應(yīng)用設(shè)計(jì)更靈活，已在ＬＥＤ顯示市場(chǎng)中占有一定的份額，有加速發(fā)展的趨勢(shì)。固體照明光源有部分產(chǎn)品上市，成為今后ＬＥＤ中、長(zhǎng)期發(fā)展的方向。
４、引腳式封裝
ＬＥＤ引腳式封裝采用引線(xiàn)架作各種封裝外型的引腳，是最先研發(fā)成功投放市場(chǎng)的封裝結(jié)構(gòu)，品種數(shù)量繁多，技術(shù)成熟度較高，封裝內(nèi)結(jié)構(gòu)與反射層仍在不斷改進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)ＬＥＤ被大多數(shù)客戶(hù)認(rèn)為是目前顯示行業(yè)中最方便、最經(jīng)濟(jì)的解決方案，典型的傳統(tǒng)ＬＥＤ安置在能承受０．１Ｗ輸入功率的包封內(nèi)，其９０％的熱量是由負(fù)極的引腳架散發(fā)至ＰＣＢ板，再散發(fā)到空氣中，如何降低工作時(shí)ｐｎ結(jié)的溫升是封裝與應(yīng)用必須考慮的。包封材料多采用高溫固化環(huán)氧樹(shù)脂，其光性能優(yōu)良，工藝適應(yīng)性好，產(chǎn)品可靠性高，可做成有色透明或無(wú)色透明和有色散射或無(wú)色散射的透鏡封裝，不同的透鏡形狀構(gòu)成多種外形及尺寸，例如，圓形按直徑分為Φ２ｍｍ、Φ３ｍｍ、Φ４．４ｍｍ、Φ５ｍｍ、Φ７ｍｍ等數(shù)種，環(huán)氧樹(shù)脂的不同組份可產(chǎn)生不同的發(fā)光效果。花色點(diǎn)光源有多種不同的封裝結(jié)構(gòu)：陶瓷底座環(huán)氧樹(shù)脂封裝具有較好的工作溫度性能，引腳可彎曲成所需形狀，體積小；金屬底座塑料反射罩式封裝是一種節(jié)能指示燈，適合作電源指示用；閃爍式將ＣＭＯＳ振蕩電路芯片與ＬＥＤ管芯組合封裝，可自行產(chǎn)生較強(qiáng)視覺(jué)沖擊的閃爍光；雙色型由兩種不同發(fā)光顏色的管芯組成，封裝在同一環(huán)氧樹(shù)脂透鏡中，除雙色外還可獲得第三種的混合色，在大屏幕顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛，并可封裝組成雙色顯示器件；電壓型將恒流源芯片與ＬＥＤ管芯組合封裝，可直接替代５~２４Ｖ的各種電壓指示燈。面光源是多個(gè)ＬＥＤ管芯粘結(jié)在微型ＰＣＢ板的規(guī)定位置上，采用塑料反射框罩并灌封環(huán)氧樹(shù)脂而形成，ＰＣＢ板的不同設(shè)計(jì)確定外引線(xiàn)排列和連接方式，有雙列直插與單列直插等結(jié)構(gòu)形式。點(diǎn)、面光源現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出數(shù)百種封裝外形及尺寸，供市場(chǎng)及客戶(hù)選用。
ＬＥＤ發(fā)光顯示器可由數(shù)碼管或米字管、符號(hào)管、矩陳管組成各種多位產(chǎn)品，由實(shí)際需求設(shè)計(jì)成各種形狀與結(jié)構(gòu)。以數(shù)碼管為例，有反射罩式、單片集成式、單條七段式等三種封裝結(jié)構(gòu)，連接方式有共陽(yáng)極和共陰極兩種，一種就是通常說(shuō)的數(shù)碼管，兩位以上的一般稱(chēng)作顯示器。反射罩式具有字型大，用料省，組裝靈活的混合封裝特點(diǎn)，一般用白色塑料制作成帶反射腔的七段形外殼，將單個(gè)ＬＥＤ管芯粘結(jié)在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的ＰＣＢ板上，每個(gè)反射腔底部的中心位置是管芯形成的發(fā)光區(qū)，用壓焊方法鍵合引線(xiàn)，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹(shù)脂，與粘好管芯的ＰＣＢ板對(duì)位粘合，然后固化即成。反射罩式又分為空封和實(shí)封兩種，前者采用散射劑與染料的環(huán)氧樹(shù)脂，多用于單位、雙位器件；后者上蓋濾色片與勻光膜，并在管芯與底板上涂透明絕緣膠，提高出光效率，一般用于四位以上的數(shù)字顯示。單片集成式是在發(fā)光材料晶片上制作大量七段數(shù)碼顯示器圖形管芯，然后劃片分割成單片圖形管芯，粘結(jié)、壓焊、封裝帶透鏡（俗稱(chēng)“魚(yú)眼”透鏡）的外殼。單條七段式將已制作好的大面積ＬＥＤ芯片，劃割成內(nèi)含一只或多只管芯的發(fā)光條，如此同樣的七條粘結(jié)在數(shù)碼字形的可伐架上，經(jīng)壓焊、環(huán)氧樹(shù)脂封裝構(gòu)成。單片式、單條式的特點(diǎn)是微小型化，可采用雙列直插式封裝，大多是專(zhuān)用產(chǎn)品。ＬＥＤ光柱顯示器在１０６ｍｍ長(zhǎng)度的線(xiàn)路板上，安置１０１只管芯（最多可達(dá)２０１只管芯），屬于高密度封裝，利用光學(xué)的折射原理，使點(diǎn)光源通過(guò)透明罩殼的１３~１５條光柵成像，完成每只管芯由點(diǎn)到線(xiàn)的顯示，封裝技術(shù)較為復(fù)雜。
半導(dǎo)體ｐｎ結(jié)的電致發(fā)光機(jī)理決定ＬＥＤ不可能產(chǎn)生具有連續(xù)光譜的白光，同時(shí)單只ＬＥＤ也不可能產(chǎn)生兩種以上的高亮度單色光，只能在封裝時(shí)借助熒光物質(zhì)，藍(lán)或紫外ＬＥＤ管芯上涂敷熒光粉，間接產(chǎn)生寬帶光譜，合成白光；或采用幾種（兩種或三種、多種）發(fā)不同色光的管芯封裝在一個(gè)組件外殼內(nèi)，通過(guò)色光的混合構(gòu)成白光ＬＥＤ。這兩種方法都取得實(shí)用化，日本２０００年生產(chǎn)白光ＬＥＤ達(dá)１億只，發(fā)展成一類(lèi)穩(wěn)定的發(fā)白光的產(chǎn)品，并將多只白光ＬＥＤ設(shè)計(jì)組裝成對(duì)光通量要求不高，以局部裝飾作用為主，追求新潮的電光源。
５、表面貼裝封裝
在２００２年，表面貼裝封裝的ＬＥＤ（ＳＭＤ ＬＥＤ）逐漸被市場(chǎng)所接受，并獲得一定的市場(chǎng)份額，從引腳式封裝轉(zhuǎn)向ＳＭＤ符合整個(gè)電子行業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)，很多生產(chǎn)廠(chǎng)商相繼推出此類(lèi)產(chǎn)品。
早期的ＳＭＤ ＬＥＤ大多采用帶透明塑料體的ＳＯＴ－２３改進(jìn)型，外形尺寸３．０４×１．１１ｍｍ，卷盤(pán)式容器編帶包裝。在ＳＯＴ－２３基礎(chǔ)上，研發(fā)出帶透鏡的高亮度ＳＭＤ的ＳＬＭ－１２５系列、ＳＬＭ－２４５系列ＬＥＤ，前者為單色發(fā)光，后者為雙色或三色發(fā)光。近些年，ＳＭＤ ＬＥＤ成為一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，很好地解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問(wèn)題，采用更輕的ＰＣＢ板和反射層材料，在顯示反射層需要填充的環(huán)氧樹(shù)脂更少，并去除較重的碳鋼材料引腳，通過(guò)縮小尺寸，降低重量，可輕易地將產(chǎn)品重量減輕一半，最終使應(yīng)用更趨完美，尤其適合戶(hù)內(nèi)，半戶(hù)外全彩顯示屏應(yīng)用。
焊盤(pán)是SMD LED散熱的重要渠道，廠(chǎng)商提供的ＳＭＤ ＬＥＤ的數(shù)據(jù)都是以４．０mm×４．０ｍｍ的焊盤(pán)為基礎(chǔ)，采用回流焊可設(shè)計(jì)成焊盤(pán)與引腳相等。超高亮度ＬＥＤ產(chǎn)品可采用ＰＬＣＣ（塑封帶引線(xiàn)片式載體）－２封裝，外形尺寸為３．０mm×２．８ｍｍ，通過(guò)獨(dú)特方法裝配高亮度管芯，產(chǎn)品熱阻為４００℃/Ｗ，可按ＣＥＣＣ方式焊接，其發(fā)光強(qiáng)度在５０ｍＡ驅(qū)動(dòng)電流下達(dá)１２５０ｍｃｄ。七段式的一位、兩位、三位和四位數(shù)碼ＳＭＤ ＬＥＤ顯示器件的字符高度為５．０８~１２．７ｍｍ，顯示尺寸選擇范圍寬。ＰＬＣＣ封裝避免了引腳七段數(shù)碼顯示器所需的手工插入與引腳對(duì)齊工序，符合自動(dòng)拾取—貼裝設(shè)備的生產(chǎn)要求，應(yīng)用設(shè)計(jì)空間靈活，顯示鮮艷清晰。多色ＰＬＣＣ封裝帶有一個(gè)外部反射器，可簡(jiǎn)便地與發(fā)光管或光導(dǎo)相結(jié)合，用反射型替代目前的透射型光學(xué)設(shè)計(jì)，為大范圍區(qū)域提供統(tǒng)一的照明，研發(fā)在３．５Ｖ、１Ａ驅(qū)動(dòng)條件下工作的功率型ＳＭＤ ＬＥＤ封裝提供有利條件。
６、功率型封裝
ＬＥＤ芯片及封裝向大功率方向發(fā)展，在大電流下產(chǎn)生比Φ５ｍｍＬＥＤ大１０~２０倍的光通量，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問(wèn)題，因此，管殼及封裝也是其關(guān)鍵技術(shù)，能承受數(shù)瓦功率的ＬＥＤ封裝已出現(xiàn)。５Ｗ系列白、綠、藍(lán)綠、藍(lán)的功率型ＬＥＤ從２００３年初開(kāi)始供貨，白光ＬＥＤ光輸出達(dá)１８７１ｍ，光效４４．３１ｍ/Ｗ，就光衰問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出可承受１０Ｗ功率的ＬＥＤ大面積管；其尺寸為２．５mm×２．５ｍｍ，可在５Ａ電流下工作，光輸出達(dá)２００１ｍ，作為固體照明光源有很大發(fā)展空間。
Ｌｕｘｅｏｎ系列功率ＬＥＤ是將Ａ１ＧａｌｎＮ功率型倒裝管芯，倒裝焊接在具有焊料凸點(diǎn)的硅載體上，然后把完成倒裝焊接的硅載體裝入熱沉與管殼中，鍵合引線(xiàn)進(jìn)行封裝。這種封裝對(duì)于取光效率，散熱性能，加大工作電流密度的設(shè)計(jì)都是最佳的。其主要特點(diǎn)：熱阻低，一般僅為１４℃/Ｗ，只有常規(guī)ＬＥＤ的１/１０；可靠性高，封裝內(nèi)部填充穩(wěn)定的柔性膠凝體，在－４０~１２０℃范圍，不會(huì)因溫度驟變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使金絲與引線(xiàn)框架斷開(kāi)，并防止環(huán)氧樹(shù)脂透鏡變黃，引線(xiàn)框架也不會(huì)因氧化而玷污；反射杯和透鏡的最佳設(shè)計(jì)使輻射圖樣可控和光學(xué)效率最高。另外，其輸出光功率、外量子效率等性能優(yōu)異，將ＬＥＤ固體光源發(fā)展到一個(gè)嶄新水平。
Ｎｏｒｌｕｘ系列功率ＬＥＤ的封裝結(jié)構(gòu)為六角形鋁板做底座（使其不導(dǎo)電）的多芯片組合，底座直徑３１．７５ｍｍ，發(fā)光區(qū)位于其中心部位，直徑約０．３７５×２５．４ｍｍ，可容納４０只ＬＥＤ管芯，鋁板同時(shí)作為熱沉。管芯的鍵合引線(xiàn)通過(guò)底座上制作的兩個(gè)接觸點(diǎn)與正、負(fù)極連接，根據(jù)所需輸出光功率的大小來(lái)確定底座上排列管芯的數(shù)目，可組合封裝的超高亮度的ＡｌＧａＩｎＮ和ＡｌＧａＩｎＰ管芯，其發(fā)射光分別為單色、彩色或合成的白色，最后用高折射率的材料按光學(xué)設(shè)計(jì)形狀進(jìn)行包封。這種封裝采用常規(guī)管芯高密度組合封裝，其光效率高、熱阻低，能較好地保護(hù)管芯與鍵合引線(xiàn)，在大電流下有較高的光輸出功率，也是一種有發(fā)展前景的ＬＥＤ固體光源。
在應(yīng)用中，可將已封裝產(chǎn)品組裝在一個(gè)帶有鋁夾層的金屬芯ＰＣＢ板上，形成功率密度ＬＥＤ，ＰＣＢ板作為器件電極連接的布線(xiàn)之用，鋁芯夾層則可作熱沉使用，獲得較高的發(fā)光通量和光電轉(zhuǎn)換效率。此外，封裝好的ＳＭＤ ＬＥＤ體積很小，可靈活地組合起來(lái)，構(gòu)成模塊型、導(dǎo)光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。
功率型ＬＥＤ的熱特性直接影響到ＬＥＤ的工作溫度、發(fā)光效率、發(fā)光波長(zhǎng)、使用壽命等，因此，對(duì)功率型ＬＥＤ芯片的封裝設(shè)計(jì)、制造技術(shù)更顯得尤為重要。
７、ＬＥＤ發(fā)展及應(yīng)用前景
近幾年，ＬＥＤ的發(fā)光效率增長(zhǎng)１００倍，成本下降到原來(lái)的十分之一，廣泛用于大面積圖文顯示全彩屏、狀態(tài)指示、標(biāo)志照明、信號(hào)顯示、液晶顯示器的背光源、汽車(chē)組合尾燈及車(chē)內(nèi)照明等方面，其發(fā)展前景吸引全球照明大廠(chǎng)家先后加入其光源及市場(chǎng)開(kāi)發(fā)中。極具發(fā)展與應(yīng)用前景的是白光ＬＥＤ，用作固體照明器件的經(jīng)濟(jì)性顯著，且有利環(huán)保，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈，世界年增長(zhǎng)率在２０％以上，中、美、日及歐洲部分國(guó)家均推出了半導(dǎo)體照明計(jì)劃。目前，普通白光ＬＥＤ發(fā)光效率２５lｍ/Ｗ。功率型ＬＥＤ優(yōu)異的散熱特性與光學(xué)特性更能適應(yīng)普通照明領(lǐng)域，被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是ＬＥＤ進(jìn)入照明市場(chǎng)的必由之路。為替代熒光燈，白光ＬＥＤ必須具有１５０~２００l(fā)ｍ/Ｗ的光效，且每lm價(jià)格應(yīng)明顯低于０．０１５＄/lm（現(xiàn)價(jià)約０．２５＄/lm，紅ＬＥＤ為０．０６５＄/lm），要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)仍有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決，但克服這些問(wèn)題并不是十分遙遠(yuǎn)的事。按固體發(fā)光物理學(xué)原理，ＬＥＤ的發(fā)光效率能近似１００％，因此，ＬＥＤ被譽(yù)為“２１世紀(jì)的新光源”，有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源。
８、結(jié)束語(yǔ)
國(guó)內(nèi)ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)中有２０余家上、中游研制及生產(chǎn)單位和１５０余家封裝企業(yè)，高端封裝產(chǎn)品還未見(jiàn)推向市場(chǎng)。目前，完成ＧａＮ基藍(lán)綠光ＬＥＤ中游工藝技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究，力爭(zhēng)在短期內(nèi)使產(chǎn)品的性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同時(shí)期同類(lèi)產(chǎn)品的水平，力爭(zhēng)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到月產(chǎn)１０ｋｋ的生產(chǎn)能力，開(kāi)發(fā)白光照明光源用的功率型ＬＥＤ芯片等新產(chǎn)品。科技部將投入８０００萬(wàn)元資金，啟動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程，注意終端產(chǎn)品，先從特種產(chǎn)品做起，以汽車(chē)、城市景觀(guān)照明作為市場(chǎng)突破口，把大功率、高亮度ＬＥＤ放在突出位置，它的成果將要服務(wù)于北京奧運(yùn)會(huì)和上海世博會(huì)。無(wú)庸質(zhì)疑，產(chǎn)業(yè)鏈中的襯底、外延、芯片、封裝、應(yīng)用需共同發(fā)展，多方互動(dòng)培植，封裝是產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下部分，需要關(guān)注與重視。
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