LED封装论文

《大功率LED的封装工艺及发展趋势》论文
  大功率LED作为第四代电光源,被称为“绿照明光源”。它具有寿命长、低污染、低功耗、节能和抗冲击等优点。与其它照明器具相比,大功率LED的単性好、光学效率高、光效强,而且可以满足不同需要的高显指数。然而大功率LED的封装工艺还不够成熟,所以目前大功率LED的封装技术及其散热技术是当今社会研究的热点。
    由于封装技术直接影响了LED的使用寿命,因此我们在封装过程中需要考虑很多问题,比如光衰、散热、驱动电源的设计和封装形式等问题。除此之外,对封装工艺也有要求:1.低成本 2.系统效率最大化 3.易于替换和维护 4.多个LED可实现模块化 5.散热系数高。基于以上的封装要求,现在市场上采用的大功率LED的封装工艺最多的就是表面组装贴片式封装( SMT)、板上芯片直装式封装( COB)和系统封装式封装(SIP)这三种封装方式。
电热炉
    表面组装贴片式封装( SMT) 是一种新型的LED 封装方式,是将已经封装好的LED 器件焊接到一个固定位置的封装技术。SMT 封装技术的优点是可靠性强、易于自动化实现、高频特性好。SMT LED 封装形式是当今中草药压片机电子行业中最流行的一种贴片式封装工艺。
  板上芯片直装式( COB)LED 封装技术是一种直接贴装技术, 是将芯片直接粘贴在印刷电路板上, 然后进行引线的缝合,最后使用有机胶将芯片和引线包装保护的工艺。COB 工艺主要应用于大功率LED 阵列。具有较高的集成度。
系统封装式( SIP)LED 封装技术是近年发展起来的技术。它主要是符合了系统便携式以及系统小型化的要求。跟其他LED 封装相比,SIP 封装的集成度最高,成本相对较低。可以在一个封装内组装多个LED 芯片。
LED封装工艺流程一般分为以下几步:固晶→焊线→注胶→冲切→分选→包装。板上芯片直装式LED封装技术相比于其它几种封装方式多了一步围坝,围坝是为了方便后面点荧光粉工序和发光面积的需要。
固晶即通过胶体把晶片粘结在支架的指定区域。固晶的时候为了考虑低热阻,我们选择的基板为铝基板,金属基板散热高具有高而热性高热导性以及电磁屏蔽等优点,缺点就是金属热膨胀系数比较大。而陶瓷基板虽然具有耐高温、耐湿热、散热性好等特点,但是成本太高,目前还没有在照明产业得到广泛的应用。固晶胶的选择主要是考虑其粘结力,其颗粒大小,同样固晶胶的薄厚程度决定了LED的热阻,热阻的大小决定了LED的出光率,一
锰氧化物般采用的是银胶。固晶的过程为先扩晶,然后固晶,固晶完毕后,进行烘烤,使固晶胶固化,检查固晶胶固化情况的方式是推力测试。
焊线是把芯片和基板上的电路进行连接导通,使芯片在通电情况下正常发光。焊线过程可以采用机械焊线和人工焊线,在高倍显微镜下,将芯片的正负极使用金线焊接到支架的两个引脚角上,焊接过程要耐心小心。焊线要求各条金丝键合拱丝高度合适,无塌丝、倒丝,无多余焊丝。在生产实践中,LED失效的原因中焊接不良占了很大比例,因此为了保障LED焊线质量,非常有必要对焊线工艺参数进行改进和优化。温度对LED失效的影响最大,焊线压力和功率也不容忽视。导致键合不良和失效的原因有多种,例如空气灰尘污染、人体净化、存储不良等原因造成支架机物受到污染。同时管壳、金丝保管、存放不良,容易老化,金丝延展度和硬度均会产生改变。所以,对LED支架表层必 要的清洁至关重要。为了使LED金线键合的可靠性和稳定性得到提高,应当在其工艺之前运用增加一道等离子清洁工序。清洁后的芯片焊线和支架的拉伸韧性增加了百分之二十四。
注胶即用环氧树脂或硅胶将LED芯片和焊线保护起来。在PCB板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求,这直接关系到背光源成品的出光率。注胶时需要烘烤,目的是使荧光粉胶车载制氧机
湿法炼锌水固化。注胶完成后需要检查有无杂物、气泡、多胶或少胶、刮伤等问题。然后进行冲切,分选,包装就完成了LED的封装。
通常情况下传统的LED采用的正装结构,一般以蓝宝石作为衬底,上面涂一层环氧树脂。为避免受到传统正装LED芯片所存在的一些缺陷影响,可采用倒装芯片封装工艺。倒装芯片封装工艺封装方式为芯片正面朝下向基板,无需引线键合,形成最短电路,降低电阻;采用金属球连接,缩小了封装尺寸,改善电性表现,解决了BGA为增加引脚数而需扩大体积的困扰。 封装过程如下:固晶→回流焊接→点胶→烘烤→检测→包装。
调浆桶随着大功率LED的日渐发展,其封装也呈现出封装集成化,封装工艺新型化,封装材料新型化等趋势。系统封装式(SiP)LED封装SiP是近几年来为适应整机的便携式发展和系统小型化的要求,在系统芯片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芯片,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、传感器等)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具有工艺兼容性好(可利用已有的 电子封装材料和工艺),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:芯片层叠型,模组 型,MCM型和三维(3D)封装型。系统封装式LED封装技术将有一个很好的发展趋势。

本文发布于:2024-09-25 08:21:03,感谢您对本站的认可!

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