1 前言

　　随着半导体发光技术的进步以及人们对绿色照明技术的需求，新兴的固体照明(solid-state lighting，SSL)光源，特别是高亮度发光二极管(high-brightness light emitting diodes，HB-LED)引起了人们密切的关注和深入的研究：它具有发光效率高、使用寿命长、耐震动冲击以及对环境友好等一系列优点，而且不同光色的固体光源组成的照明系统可通过矩阵、网络等实现照明亮度和光色的细微控制，得到丰富多彩的照明效果。固体照明光源被认为是人类照明史上继白炽灯、荧光灯和高压放电灯之后的第四代人工光源。欧、美、日等发达国家和地区均制定了相应的半导体照明发展计划，中国大陆也于2003 年启动了国家半导体照明工程，大力扶持这一新兴产业。

　　在LED 产业链中，衬底晶片及衬底生产处于上游， LED 芯片设计及制造处于中游，而下游属于LED 封装与测试。对于用作通用照明的大功率LED，目前研发目标之一是将单个LED 的发光量提高到1000 流明的水平，这除了需要增加芯片的面积并提高输入功率外，还需要改善芯片封装方法并提高固定设备的集成度，从而使LED 芯片结点与周围环境间的热阻降到10K/W 以下的水平。因此研发低热阻、优异光学特性、可靠性高而低成本的封装是高亮度LED 进入通用照明市场的关键技术之一，从某种意义上讲，LED 的封装是连接产业与市场的纽带，只有封装良好的产品才能赢得市场，为顾客接受，让人类早日跨入半导体照明时代。

　　2 LED 封装的特点

　　LED 是由数层很薄的搀杂半导体材料在衬底(蓝宝石或SiC 等)上通过MOCVD 法外延生长而成，其中一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴复合并以辐射光子的形式释放出能量，从而直接将电能转化为可见光、紫外光或红外光，图1 是其发光原理示意图。LED 作为半导体器件，其封装技术基本上是在分立半导体器件的封装技术基础上发展演化而来的，但是作为半导体发光器件，LED 的封装又有自己的特点：LED 封装不但要完成电信号的输入输出，保护芯片在正常的电流下工作，还得维持工作状态下芯片的温度不超过允许的范围，这对于功率型LED 的封装来说显得尤为重要，因为当芯片的结点温度升高到一定的水平后，会发生明显的颜色漂移和发光效率下降等现象;LED 封装结构和材料要有利于提高出光效率，减少对芯片出射光的阻挡和吸收;另外还得尽量采用现有的标准封装材料，从而降低生产成本，毕竟价格是LED 光源进入通用照明市场的关键之一。

图：倒装封装的LED芯片

图：LUXEON系列LED封装结构示意图