LED灯珠封装产业发展历程及未来趋势

2020年07月14日

LED灯珠封装产业发展历程及未来趋势

 
 
一、LED灯珠封装发展历程和发展趋势
 
  随着芯片技术发展和市场对更高亮度的需要,各种形态的封装产品大量产生,从早期的引脚式LED器件、贴片式印制电路板(PCB)结构、聚邻苯二酰胺(PPA)、聚对苯二甲酸己二甲醇酯(PCT)及热固性环氧树酯(EMC)结构LED器件到现今的氮化铝陶瓷结构、高功率集成板上芯片封装(ChipOnBoard,COB)、各类覆晶等不同形态的封装。
 
  未来LED封装将围绕照明应用,主要朝着高功率、小型化、多芯片集成化、高光效及高可靠性方向发展。为提升白光LED器件流明成本效率,解决封装器件大电流高功率工作条件下的散热、实现高光效及高可靠性等技术问题将成为新的主题。
 
二、正装封装和覆晶封装优缺点
 
  LED封装可以简单分为正装芯片封装与覆晶封装。覆晶封装又分为有引线覆晶封装和无引线覆晶封装。覆晶封装是利用LED倒装芯片与各种封装材料通过特定的技术方案进行有效组合成产品的封装工艺。倒装芯片之所以被称为“倒装”,是相对于正装封装金属线键合(WireBonding)连接方式的工艺而言。正装封装的LED芯片电气面朝上,而LED倒装芯片的电气面朝下,相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”,倒装LED芯片的光从蓝宝石衬底取出,不必从电流扩散层取出,不透光的电流扩散层可以加厚,增加电流密度。
 
1、LED正装芯片封装
 
  正装芯片封装采用银胶或白胶将芯片固定在基板上,通过引线实现电气连接。银胶或白胶含环氧树脂,长期环境稳定性较差,其热阻较高,在LED长时间通电过程中粘接力逐渐变差,易导致LED寿命缩短;且引线很细,耐大电流冲击能力较差,仅能承受10g左右的作用力,当受到冷热冲击时,因各种封装材料的热失配,易导致引线断裂从而引起LED失效。
 
LED正装芯片封装的优点是:①芯片制备工艺成熟;②封装工艺比较成熟。
 
  LED正装芯片封装的缺点是:①电极、焊点、引线遮光;②热传导途径很长:蓝宝石粘结胶支架金属基板;③热传导系数低:蓝宝石热传导率为20W/(m·K)、粘结胶热传导率为2W/(m·K);④热积累影响芯片和荧光粉可靠性。
 
2、有引线覆晶封装
 
  有引线覆晶封装是通过导热粘结胶将LED倒装芯片固定在基板上,再利用金线进行电气连接。其中倒装芯片是通过植金球的方式将LED正装芯片倒装在硅(Si)衬底基板上,并在Si衬底上制备电极,形成倒装芯片。
 
 
有引线覆晶封装的优点为:①蓝宝石衬底向上,无电极、焊点、引线遮光,出光效率提升;②传热效果较好,易传导。
 
  有引线覆晶封装的缺点为:①热传导途径较长:金属焊点→硅基板→导热粘结胶→支架热沉;②有引线连接,大电流承受能力有限,存在引线虚焊引起的可靠性问题。
 
 
3、无引线覆晶封装
 
  无引线覆晶封装是通过共晶/回流焊接技术将电极接触面镀层为锡(Sn)或金(Au)-锡等合金的水平电极芯片直接焊接于镀有金或银的基板上,既可固定芯片,又可电气连接和热传导。
 
  无引线覆晶封装的优点为:①无电极、焊点、引线遮光;②无引线阻碍,可实现平面涂覆荧光粉及超薄封装;③电气连接为面接触,可耐大电流冲击;④热传导途径短:金锡焊点→氮化铝陶瓷/金属基板;⑤金属界面导热系数更高,热阻更小;⑥完全摆脱引线和粘结胶的束缚,表现出优异的力、热、光、电性能。
 
三、未来无引线覆晶封装形式
 
  随着外延、芯片制备技术发展及IC芯片级微封装技术在LED中的应用,基于覆晶的无引线封装技术将成为未来引领市场的一种LED封装新技术。

0603LED灯珠:http://www.tzled.net
来源:深圳市拓展光电有限公司
深圳市拓展光电有限公司
刘克义
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公司简介

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阿里巴巴是由马云在1999年一手创立企业对企业的网上贸易市场平台。2003年5月,投资一亿元人民币建立淘宝网。2004年10月,阿里巴巴投资成立支付宝公司,面向中国电子商务市场推出基于中介的安全交易服务。2012年2月,阿里巴巴宣布,向旗下子公司上市公司提出私有化要约。