LED的多种形式封装结构
摘要: 目前全球LED产能突破的情况相当明显,其中台湾、日本、南韩与中国均有一定程度的量产能力与技术提升。以中国为例,规划的产业目标是年产300亿颗LED,同时希望能够拥有超高亮度AiGslnP的LED外延片。
LED光柱显示器在106mm长度的线路板上,安置101颗芯片(最多可达201颗芯片),属于高密度封装,利用光学的折射原理,使点光源通过透明罩壳的13-15条光栅成像,完成每隻芯片由点到线的显示,封装技术较为复杂。半导体pn结的电致发光机理决定LED不可能产生具有连续光谱的白光,同时单颗LED也不可能产生两种以上的高亮度单色光,颗能在封装时借助萤光物质,蓝或紫外LED芯片上涂敷萤光粉,间接产生宽带光谱,合成白光;或采用几种(两种或三种、多种)发不同色光的芯片封装在一个组件外壳内,通过色光的混合构成白光LED。这两种方法都取得实用化,日本2000年生产白光LED达1亿颗,发展成一类稳定地发白光的产品,并将多颗白光LED设计组装成对光通量要求不高,以局部装饰作用为主,追求新潮的电光源。
表面黏着封装在2002年,表面黏着封装的LED(SMD LED)逐渐被市场所接受,并获得一定的市场份额,从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势,很多生产厂商推出此类产品。 早期的SMD LED大多采用带透明塑料体的SOT-23改进型,外形尺寸3.04×1.11mm,卷盘式容器编带包装。在SOT-23基础上,研发出带透镜的高亮度 SMD的SLM-125系列,SLM-245系列LED,前者为单色发光,后者为双色或三色发光。近些年,SMD LED成为一个发展热点,很好地解决了亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题,采用更轻的PCB板和反射层材料,在显示反射层需要填充的环氧树脂更少,并去除较重的碳钢材料引脚,通过缩小尺寸,降低重量,可轻易地将产品重量减轻一半,最终使应用更趋完美,尤其适合户内,半户外全彩显示屏应用。表3示出常见的SMD LED的几种尺寸,以及根据尺寸(加上必要的间隙)计算出来的最佳观视距离。焊盘是其散热的重要渠道,厂商提供的SMD LED的资料都是以4.0×4.0mm的焊盘为基础的,采用回流焊可设计成焊盘与引脚相等。
超高亮度LED产品可采用PLCC(塑封带引线片式载体)-2封装,外形尺寸为3.0×2.8mm,通过独特方法装配高亮度芯片,产品热阻为400K/W,可按CECC方式銲接,其发光强度在 50mA驱动电流下达1250mcd。七段式的一位、两位、三位和四位数码SMD LED显示器件的字符高度为5.08-12.7mm,显示尺寸选择范围宽。PLCC封装避免了引脚七段数码显示器所需的手工插入与引脚对齐工序,符合自动拾取—黏着设备的生产要求,应用设计空间灵活,显示鲜艳清晰。多色PLCC封装带有一个外部反射器,可简便地与发光管或光导相结合,用反射型替代目前的透射型光学设计,为大范围区域提供统一的照明,研发在3.5V、1A驱动条件下工作的功率型SMD LED封装。 功率型封装 LED芯片及封装向大功率方向发展,在大电流下产生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量,必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题,因此,管壳及封装也是其关键技术,能承受数W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货,白光LED光输出达 1871m,光效44.31m/W绿光衰问题,开发出可承受10W功率的LED,大面积管;匕尺寸为2.5×2.5mm,可在5A电流下工作,光输出达 2001m,作为固体照明光源有很大发展空间。
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