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一文带你了解LED封装基本知识
来源:http://www.lgbtdome.com 责任编辑:ag环亚娱乐平台 更新日期:2018-09-11 20:04

  一文带你了解LED封装基本知识

  LED(发光二极管)封装是指发光芯片的封装,比较集成电路封装有较大不同。LED的封装不只要求能够维护灯芯,并且还要能够透光,所以LED的封装对封装资料有特别的要求。

  封装简介

  LED封装技能大都是在分立器材封装技能基础上开展与演化而来的,但却有很大的特别性。一般状况下,分立器材的管芯被密封在封装体内,封装的效果首要是维护管芯和完结电气互连。而LED封装则是完结输出电信号,维护管芯正常作业,输出:可见光的功,既有电参数,又有光参数的规划及技能要求,无法简略地将分立器材的封装用于LED。

  自上世纪九十年代以来,LED芯片及资料制造技能的研制取得多项打破,通明衬底梯形结构、纹路外表结构、芯片倒装结构,商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市,2000年开端在低、中光通量的特别照明中取得使用。LED的上、中游工业遭到史无前例的注重,进一步推进下流的封装技能及工业开展,选用不同封装结构办法与尺度,不同发光色彩的管芯及其双色、或三色组合办法,可出产出多种系列,种类、标准的产品。

  技能原理

  大功率LED封装因为结构和工艺杂乱,并直接影响到LED的使用功用和寿数,特别是大功率白光LED封装更是研讨热门中的热门。LED封装的功用首要包含:1.机械维护,以进步可靠性;2.加强散热,以下降芯片结温,进步LED功用;3.光学操控,进步出光功率,优化光束散布;4.供电办理,包含沟通/直流改动,以及电源操控等。

  LED封装办法、资料、结构和工艺的挑选首要由芯片结构、光电/机械特性、详细使用和本钱等要素决议。经过40多年的开展,LED封装先后阅历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等开展阶段。跟着芯片功率的增大,特别是固态照明技能开展的需求,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。为了有效地下降封装热阻,进步出光功率,有必要选用全新的技能思路来进行封装规划。

  关于LED封装结构阐明

  LED的中心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少量载流子与大都载流子复合时,就会宣布可见光,紫外光或近红外光。但pn结区宣布的光子对错定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因而,并不是管芯发作的一切光都能够释放出来,这首要取决于半导体资料质量、管芯结构及几许形状、封装内部结构与包封资料,使用要求进步LED的内、外部量子功率。惯例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,管芯的正极经过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极经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。反射杯的效果是搜集管芯旁边面、界面宣布的光,向希望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成必定形状,有这样几种效果:维护管芯等不受外界腐蚀;选用不同的形状和资料性质(掺或不掺散色剂),起透镜或漫射透镜功用,操控光的发散角;管芯折射率与空气折射率相差太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层发作的光只要小部分被取出,大部分易在管芯内部经屡次反射而被吸收,易发作全反射导致过多光丢失,选用相应折射率的环氧树脂作过渡,进步管芯的光出射功率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性,绝缘性,机械强度,对管芯宣布光的折射率和透射率高。挑选不同折射率的封装资料,封装几许形状对光子逸出功率的影响是不同的,发光强度的角散布也与管芯结构、光输出办法、封装透镜所用原料和形状有关。若选用尖形树脂透镜,可使光会集到LED的轴线方向,相应的视角较小;假如顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。

  一般状况下,LED的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之添加,影响色彩艳丽度。别的,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区发作温升,在室温邻近,温度每升高1℃,LED的发光强度会相应地削减1%左右,封装散热;时坚持色纯度与发光强度非常重要,以往多选用削减其驱动电流的办法,下降结温,大都LED的驱动电流约束在20mA左右。可是,LED的光输出会随电流的增大而添加,许多功率型LED的驱动电流能够到达70mA、100mA乃至1A级,需求改善封装结构,全新的LED封装规划理念和低热阻封装结构及技能,改善热特性。OLED高光效需处理资料和结构问题环,例如,选用大面积芯片倒装结构,选用导热功用好的银胶,增大金属支架的外表积,焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等办法。此外,在使用规划中,PCB线路板等的热规划、导热功用也十分重要。

  进入21世纪后,LED的高效化、超高亮度化、全色化不断开展立异,红、橙LED光效已到达100Im/W,绿LED为501m/W,单只LED的光通量也到达数十Im。LED芯片和封装不再沿用传统的规划理念与制造出产方法,在添加芯片的光输出方面,研制不只仅限于改动资料内杂质数量,晶格缺点和位错来进步内部功率,一起,怎么改善管芯及封装内部结构,增强LED内部发作光子出射的几率,进步光效,处理散热,取光和热沉优化规划,改善光学功用,加快外表贴装化SMD进程更是工业界研制的干流方向。

  自上世纪九十年代以来,LED芯片及资料制造技能的研制取得多项打破,通明衬底梯形结构、纹路外表结构、芯片倒装结构,商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市,如表1所示,2000年开端在低、中光通量的特别照明中取得使用。LED的上、中游工业遭到史无前例的注重,进一步推进下流的封装技能及工业开展,选用不同封装结构办法与尺度,不同发光色彩的管芯及其双色、或三色组合办法,可出产出多种系列,种类、标准的产品。

  当然,也有依据发光色彩、芯片资料、发光亮度、尺度巨细等状况特征来分类的。单个管芯一般构成点光源,多个管芯拼装一般可构成面光源和线光源,作信息、状况指示及显现用,发光显现器也是用多个管芯,经过管芯的恰当衔接(包含串联和并联)与适宜的光学结构组合而成的,构成发光显现器的发光段和发光点。外表贴装LED可逐步代替引脚式LED,使用规划更灵敏,已在LED显现商场中占有必定的比例,有加快开展趋势。固体照明光源有部分产品上市,成为往后LED的中、长时间开展方向。

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