【導讀】:LED封裝主要有九點趨勢,包括:采用大面積芯片封裝 、芯片倒裝技術(shù)、金屬鍵合技術(shù)、開發(fā)大功率紫外光LED、開發(fā)大功率紫外光LED、開發(fā)新的封裝材等,趨勢具體解析請看本分講解。
1)、采用大面積芯片封裝
用1×1mm2 的大尺寸芯片取代現(xiàn)有的0.3×0.3mm2 的小芯片封裝,在芯片注入電流密度不能大幅度提高的情況下,是一種主要的技術(shù)發(fā)展趨勢。
2)、芯片倒裝技術(shù)
解決電極擋光和藍寶石不良散熱問題,從藍寶石襯底面出光。在p電極上做上厚層的銀反射器,然后通過電極凸點與基座上的凸點鍵合?;蒙崃己玫腟i材料制得,并在上面做好防靜電電路。根據(jù)美國Lumileds公司的結(jié)果,芯片倒裝約增加出光效率1.6倍。芯片散熱能力也得到大幅改善,采用倒裝技術(shù)后的大功率發(fā)光二極管的熱阻可低到12~15℃/W。
3)、金屬鍵合技術(shù)
這是一種廉價而有效的制作功率LED的方式。主要是采用金屬與金屬或者金屬與硅片的鍵合技術(shù),采用導熱良好的硅片取代原有的GaAs或藍寶石襯底,金屬鍵合型LED具有較強的熱耗散能力。
4)、開發(fā)大功率紫外光LED
UV LED配上三色熒光粉提供了另一個方向,白光色溫穩(wěn)定性較好,使其在許多高品質(zhì)需求的應用場合(如節(jié)能臺燈)中得到應用。這樣的技術(shù)雖然有種種的優(yōu)點,但仍有相當?shù)募夹g(shù)難度,這些困難包括配合熒光粉紫外光波長的選擇、UV LED制作的難度及抗UV封裝材料的開發(fā)等等。
5)、開發(fā)新的熒光粉和涂敷工藝
熒光粉質(zhì)量和涂敷工藝是確保白光LED質(zhì)量的關(guān)鍵。熒光粉的技術(shù)發(fā)展趨勢是開發(fā)納米晶體熒光粉、表面包覆熒光粉技術(shù),在涂布工藝方面發(fā)展熒光粉均勻的熒光板技術(shù),將熒光粉與封裝材料混合技術(shù)。
6)、開發(fā)新的封裝材料
開發(fā)新的安裝在LED芯片的底板上的高導熱率的材料,從而使LED芯片的工作電流密度約提高5~10倍。就目前的趨勢看來,金屬基座材料的選擇主要是以高熱傳導系數(shù)的材料為組成,如鋁、銅甚至陶瓷材料等,但這些材料與芯片間的熱膨脹系數(shù)差異甚大,若將其直接接觸很可能因為在溫度升高時材料間產(chǎn)生的應力而造成可靠性的問題,所以一般都會在材料間加上兼具傳導系數(shù)及膨脹系數(shù)的中間材料作為間隔。
原來的LED有很多光線因折射而無法從LED芯片中照射到外部,而新開發(fā)的LED在芯片表面涂了一層折射率處于空氣和LED芯片之間的硅類透明樹脂,并且通過使透明樹脂表面帶有一定的角度,從而使得光線能夠高效照射出來,此舉可將發(fā)光效率大約提高到了原產(chǎn)品的2倍。
目前對于傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂其熱阻高,抗紫外老化性能差,研發(fā)高透過率,耐熱,高熱導率,耐UV和日光輻射及抗潮的封裝樹脂也是一個趨勢。
在焊料方面,要適應環(huán)保要求,開發(fā)無鉛低熔點焊料,而且進一步開發(fā)有更高導熱系數(shù)和對LED芯片應力小的焊料是另一個重要的課題。
7)、多芯片型RGB LED
將發(fā)出紅、藍、綠三種顏色的芯片,直接封裝在一起配成白光的方式,可制成白光發(fā)光二極管。其優(yōu)點是不需經(jīng)過熒光粉的轉(zhuǎn)換,藉由三色晶粒直接配成白光,除了可避免因為熒光粉轉(zhuǎn)換的損失而得到較佳的發(fā)光效率外,更可以藉由分開控制三色發(fā)光二極管的光強度,達成全彩的變色效果(可變色溫),并可藉由芯片波長及強度的選擇得到較佳的演色性。利用多芯片RGB LED封裝型式的發(fā)光二極管,很有機會成為取代目前使用CCFL的LCD背光模塊中背光源的主要光源之一。
8)、多芯片集成封裝
目前大尺寸芯片封裝還存在發(fā)光的均勻和散熱等問題亟待解決。采用常規(guī)芯片進行高密度組合封裝的功率型LED可以獲得較高發(fā)光通量,是一種切實可行很有推廣前景的功率型LED固體光源。小芯片工藝相對成熟,各種高熱導絕緣夾層的鋁基板便于芯片集成和散熱。
9)、平面模塊化封裝
平面模塊化封裝是另一個發(fā)展方向,這種封裝的好處是由模塊組成光源,其形狀,大小具有很大的靈活性,非常適合于室內(nèi)光源設計,芯片之間的級聯(lián)和通斷保護是一個難點。大尺寸芯片集成是獲得更大功率LED的可行途徑,倒裝芯片結(jié)構(gòu)的集成,優(yōu)點或許更多一些。