LED的封装摘要本文主要介绍LED封装的特殊性；封装结构类型，详细的介绍了LED功率型封装；阐述LED产品封装工艺流程;中国LED封装在世界上的定位及与其他发达国家的差距和优势。引言LED是一种半导体固体发光器件,它利用固体半导体芯片作为发光材料,直接将电能转化为可见光和辐射能。LED具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间极短、光色纯、光效高、聚光好、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、重量轻、体积小、成本低、寿命长等一系列特性,是一种环保、节能、高效的新型发光材料。LED衬底晶片及衬底生产是LED产业链中的上游产业,LED芯片设计及制造生产是LED产业链中的中游产业,LED封装与测试是LED产业链中的下游产业。研发低热阻、优异光学特性、高可靠性的封装技术是新型LED走向实用、走向市场的产业化必由之路。LED技术发展突飞猛进,现已能批量生产整个可见光谱段各种颜色的高亮度、高性能产品,LED光源的使用越来越普遍。LED封装的特殊性LED既有电参数又有光参数的设计及技术要求,决定了LED封装技术的特殊性。LED的封装必须具有完成电气互连、保护管芯正常工作及输出可见光的双重功能。2.1LED的光电特性及封装要求LED的核心发光部分是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。但PN结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射具有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来。光释放主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料等几个方面,应用中要求提高LED的内、外部量子效率,提高光输出量,封装技术是不可或缺的环节,封装内部结构与包封材料必须做到尽可能多的光输出。LED常采用环氧树脂和软性硅胶封装,小功率LED多采用环氧树脂封装,大功率LED多采用软性硅胶封装。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝键合为内引线,与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。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。顶部包封的环氧树脂做成一定形状,有这样几种作用:(1)保护管芯等不受外界侵蚀;(2)采用不同的形状和材料(掺或不掺散色剂),起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;(3)管芯折射率与空气折射率相关太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其由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,选用相应折射率的环氧树脂作过渡,提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性、绝缘性、足够的机械强度、对管芯发出光的折射率和透射率高等性能。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。若采用尖形树脂透镜,可使光集中到LED的轴线方向,相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。2.2LED的热电特性及封装要求LED的工作电压较低,一般为1.5V～4V,白光LED的工作电压一般为3V～4V,工作电流一般为MA级,直流供电,控制方便,光效高,常被称为冷光源。但LED在工作时,其PN结仍产生一定的热量,使得PN结的工作温度升高。PN结的工作温度越高,发光效率越低,LED寿命越短,同时还会影响颜色的鲜艳度,这就是光衰现象。一般情况下,当正向电流流经PN结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,LED的发光强度会相应地减少1%左右,另外,LED的发光波长随温度变化为0.2～0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。LED可以在-40°C～85°C的环境中工作,一般发光效率最好的环境温度是-40°C～40°C,超出此范围发光效率将大幅降低。封装散热对保持色纯度与发光强度非常重要,散热设计是LED能否成功应用的关键技术,LED封装时必须充分重视,以保证PN结的温度不超过允许温度。以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数LED的驱动电流限制在20mA左右,主要适合小功率LED产品。但是,LED的光输出会随电流的增大而增加,减少其驱动电流势必造成光输出的减少,这在功率型LED的生产中是行不通的,因为目前很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级。这就需要改进封装结构,引入全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术,改善LED的热特性。3产品封装结构类型自上世纪九十年代以来,LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破,各种颜色、各种亮度和封装结构的高性能LED产品相继问市,不管封装结构如何变换,LE