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大功率LED封装技能

来源:http://lrbqc.cn 责任编辑:环亚ag88手机版 更新日期:2018-09-22 10:07

  大功率LED封装技能

  

一、前语

  大功率LED封装因为结构和工艺杂乱,并直接影响到LED的运用功能和寿数,一直是近年来的研讨热门,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,以下降晶片结温,进步LED功能;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/直流改变,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晶片结构、光电/机械特性、详细运用和本钱等要素决议。通过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。跟着晶片功率的增大,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。

  二、大功率LED封装要害技能

  大功率LED封装首要触及光、热、电、结构与工艺等方面,如图1所示。这些要素互相既彼此独立,又彼此影响。其间,光是LED封装的意图,热是要害,电、结构与工艺是手法,而功能是封装水平的详细表现。从工艺相容性及下降生产本钱而言,LED封装规划应与晶片规划一起进行,即晶片规划时就应该考虑到封装结构和工艺。不然,等晶片制作完成后,可能因为封装的需要对晶片结构进行调整,有公司发布招聘启事:年薪300万...!然后延长了产品研发周期和工艺本钱,有时乃至不可能。

  详细而言,大功率LED封装的要害技能包含:

  (一)、低热阻封装工艺

  关于现有的LED光效水平而言,因为输入电能的80%左右改变成为热量,且LED晶片面积小,因而,晶片散热是LED封装有必要处理的要害问题。首要包含晶片安置、封装资料挑选(基板资料、热介面资料)与工艺、热沉规划等。

  

大功率LED封装技能

  

图1 大功率LED封装技能

  

  

图2 低温共烧陶瓷金属基板

  

 

  

LED封装热阻首要包含资料(散热基板和热沉结构)内部热阻和介面热阻。散热基板的效果就是招引晶片发生的热量,并传导到热沉上,完成与外界的热交换。常用的散热基板资料包含矽、金属(如铝,铜)、陶瓷(如Al2O3,AIN,SiC)和复合资料等。如Nichia公司的第三代LED选用CuW做衬底,将 1mm晶片倒装在CuW衬底上,下降了封装热阻,进步了发光功率和功率;Lamina Ceramics公司则研发了低温共烧陶瓷金属基板,如图2,并开发了相应的LED封装技能。该技能首要制备出适于共晶焊的大功率LED晶片和相应的陶瓷基板,然后将LED晶片与基板直接焊接在一起。因为该基板上集成了共晶焊层、静电维护电路、驱动电路及操控补偿电路,不只结构简略,并且因为资料热导率高,热介面少,大大进步了散热功能,为大功率LED阵列封装提出了处理方案。德国Curmilk公司研发的高导热性覆铜陶瓷板,由陶瓷基板(AIN和 Al2O3)和导电层(Cu)在高温高压下烧结而成,没有运用黏结剂,因而导热功能好、强度高、绝缘性强、如图3所示。其间氮化铝(AIN)的热导率为 160W/mk,热膨胀系数为4.0×10-6/℃(与矽的热膨胀系数3.2×10-6/℃适当),然后下降了封装热应力。

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