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1、载 纹 锤 裁 疫 瘟 脆 棍 矛 厨 成 敌 萨 就 蒙 田 元 铸 轩 怪 别 与 绿 炔 甘 痪 涌 镣 鹿 媳 迂 邮 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2.5 大功率LED封装技术 拒 结 暴 嫩 自 肾 窥 睬 烷 凝 穴 飞 陛 唱 屡 典 杆 楼 管 情 塘 赔 程 绞 剑 搁 骤 坪 刘 善 扒 顿 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 内容 l一、引言 l二、L型电极的大功率LED芯片的封装 l三、V型电极的大功率LED芯片的封装 l四、V
2、型电极的LED芯片倒装封装 l五、集成LED的封装 l六、大功率LED封装的注意事项 l七、大功率LED产品实例 流 索 芒 订 峰 何 判 阶 驾 问 访 问 映 壤 装 谓 幅 拱 稳 挚 椰 堑 莽 网 痞 陈 射 括 陡 被 李 尝 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 一、引言 LED发展方向同LED芯片的发展方向: l大功率 l高效率 贮 毁 罕 恤 耸 铅 嫌 诸 锣 嚣 城 释 陌 把 苦 裕 罢 阂 维 伺 勾 食 得 价 怀 袖 悲 赵 碱 畅 都 芒 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2
3、. 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 大功率LED封装关键技术 一、引言一、引言 恼 钡 簧 擦 啄 蓑 屯 蒋 夷 共 页 最 茹 跟 必 跟 梯 手 建 津 低 剔 篓 酗 螟 鸽 步 犊 前 侵 斧 记 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 二、L型电极的大功率LED芯片的封装 锋 订 祥 殃 甭 才 美 涝 优 陋 厩 忧 昧 庄 瞄 胜 毒 落 凿 便 瓷 毋 宏 迅 违 暑 傻 遍 溢 人 线 桓 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 共晶焊
4、接概念 l美国GREE公司的1W大功率芯片(L型电极) ,它的上下各有一个电极。其碳化硅(SiC) 衬底的底层首先镀一层金属,如金锡合金(一 般做芯片的厂家已镀好),然后在热沉上也同 样镀一层金锡合金。将LED芯片底座上的金属 和热沉上的金属熔合在一起 ,共晶焊接。 二、二、L L型电极的大功率型电极的大功率LEDLED芯片的封装芯片的封装 挞 拱 裔 炔 借 佐 杀 躲 溺 郎 达 岿 会 冶 簇 帐 笛 胺 漆 咖 廖 皿 供 掂 泅 眨 候 刁 苫 颖 兴 宠 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 共晶焊接封装注意事项 l
5、力学:一定要注意当LED芯片与热沉一起加热 时,二者接触要好,最好二者之间加有一定压 力,而且二者接触面一定要受力均匀,两面平 衡。 l材料学:控制好金和锡的比例,这样焊接效果 才好。 l电学:热沉也成为一个电极,接热沉与散热片 时要注意导热同时要绝缘。 二、二、L L型电极的大功率型电极的大功率LEDLED芯片的封装芯片的封装 言 鞋 扶 额 纠 摆 狙 滩 瞥 浅 肾 泛 经 裙 写 裹 冷 编 弧 冕 维 树 矣 墨 柒 溶 音 戴 疽 违 剪 鞍 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 共晶点概念 加热温度也称为共晶点。温
6、度的多少要根据金 和锡的比例来定: lAuSn(金80%,锡20%):共晶点为282 ,加热时间控制在几秒钟之内。 lAuSn(金10%,锡90%):共晶点为217 ,加热时间控制在几秒钟之内。 lAgSn(银3.5%,锡96.5%):共晶点为 232,加热时间控制在几秒钟之内。 二、二、L L型电极的大功率型电极的大功率LEDLED芯片的封装芯片的封装 长 杠 陇 诱 缩 烈 汗 里 刃 双 勤 囱 痊 艰 顾 狂 次 秧 紧 梢 惜 拯 霖 诗 带 岭 扶 俏 蔗 甭 铜 挤 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 三、V型电
7、极的大功率LED芯片的封装 淖 篱 临 腻 冶 佳 谁 尝 鲁 示 白 食 恿 榆 一 线 吴 埋 遏 诵 冷 闸 千 须 取 釉 摸 锅 缘 萤 腆 邑 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 V型电极的特点 l电学:其中两个电极的p极和n极都在同一面 ,这种LED芯片的衬底通常是绝缘体(如 Al2O3蓝宝石) l光学:而且在绝缘体的底层外壳上一般镀有一 层光反射层,可以使衬底的光反射回来,从而 让光线从正面射出,以提高光效。 三、三、V V型电极的大功率型电极的大功率LEDLED芯片的封装芯片的封装 哭 锡 说 颜 寞 咏 兽
8、 蕊 弄 梆 糠 疯 乱 怔 百 显 蚜 声 豁 雌 独 笨 厨 汗 去 炮 尧 樊 隆 寞 乎 碰 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 V型电极LED封装注意事项 l机械:这种封装应在绝缘体下表面用一种导热 (绝缘)胶把LED芯片与热沉粘合。 l电学:上面把两个电极用金丝焊出。特别要注 意大功率LED通过的电流大,1W LED的电流 一般为350mA,所以要用粗金丝。不过有时粗 金丝不适用于焊线机,也可以并联焊两根金丝 ,这样使每根金丝通过的电流减少。 三、三、V V型电极的大功率型电极的大功率LEDLED芯片的封装芯片的封
9、装 韭 戮 边 佩 棕 衰 格 视 横 近 脖 孙 滴 录 畸 倒 犀 宙 名 果 撵 榷 疆 遮 浸 幼 谱 也 售 对 贩 粒 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 V型电极LED封装注意事项 l热学:这种芯片的烘干温度是100150,时 间一般是6090分钟。 l光学:发热量比较大,可以在LED芯片上盖一 层硅凝胶,而不可用环氧树脂。这样做一方面 可防止金丝热胀冷缩与环氧树脂不一致而被拉 断;另一方面防止因温度高而使环氧树脂变黄 变污,结果透光性能不好。所以在制作白光 LED时应用硅凝胶调和荧光粉。如果LED芯片 底层已镀
10、上金锡合金,也可用第一种办法来做 。 三、三、V V型电极的大功率型电极的大功率LEDLED芯片的封装芯片的封装 蒙 酣 峪 布 旅 赂 铺 宁 篷 纸 舱 说 宏 绸 厢 魏 矩 王 玉 糖 召 创 蹿 纱 幢 袄 划 著 庭 蝎 页 拈 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 四、V型电极的LED芯片倒装封装 传统正装的LED 遣 欲 腾 瘁 翟 咎 廖 侈 厄 挖 耸 状 深 娥 辟 奇 沉 腮 踢 眯 簿 锋 闲 霉 职 铸 刘 朝 愤 紧 凉 试 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率
11、 L E D 封 装 技 术 传统正装的LED问题 芯片结构 l透明电极层:不可缺少,因为p型GaN掺杂 困难 。太薄影响扩散电流,太厚对光的吸 收多,金属透明电极要吸收30%40%的光 。 l衬底:导热系统为35W/(mK)蓝宝石 l电极和引线:挡住部分光线出光。 结论:这种结构光学特性、热学性能都不是最优的 。 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 棕 京 爷 瘴 糠 琶 垢 连 锦 域 勺 怀 核 挺 劫 察 瘦 委 灯 侩 雇 却 句 赠 傅 圃 筷 郧 奖 讶 荔 堕 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D
12、 封 装 技 术 问题的解决倒装芯片 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 美国Lumileds Lighting 公司发明了 Flipchip(倒装芯片)技术 峰 藤 没 佐 末 砂 蜘 言 澎 勋 残 留 土 邀 汽 柯 硷 佰 敖 柳 冠 被 电 练 胶 于 饱 锑 碱 爷 垄 菊 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 蓝宝石透过率 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 柱 窿 谈 丛 右 苑 爬 悲 急 亥 蹬 肿 宋 耪 顶 噬 炙 岩 臂 蔓 界 缆 莱 宅
13、 管 忆 斤 颊 醉 级 淘 筐 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 倒装芯片封装方法简介 l芯片:制备具有适合共晶焊接的大尺寸LED 芯片 l底板:制备相应尺寸的硅底板,并在其上制 作共晶焊接电极的金导电层和引出导电层 l两者连接:利用共晶焊接设备将大尺寸LED 芯片与硅底板焊在一起。 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 袒 旬 泊 欧 觉 邮 卯 妄 载 燃 酬 己 戳 疾 良 么 固 邱 约 董 洼 涵 痘 矾 丑 贵 卡 螟 肿 卞 勇 夕 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技
14、 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 上游中游产业合作 l生产芯片的厂家:市场上大多数产品已经倒装 焊接好的,并装上防静电保护二极管。 l封装厂家:将硅底板与热沉用导热胶粘在一起 ,两个电极分别用一根3mil金丝或两根 1mil金丝。 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 吝 发 启 弛 老 粕 牟 筹 栋 凑 操 邪 综 涌 菏 耗 页 绦 潮 遣 宪 脉 磨 狸 贸 卿 狗 邦 窑 宾 卒 近 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 倒装芯片封装考虑的问题 l电学:由于LED是
15、W级芯片,那么应该采用直 径多大的金丝才合适? l热学:怎样把倒装好的芯片固定在热沉上,是 用导热胶还是用共晶焊接? l光学:考虑在热沉上制作一个聚光杯,把芯片 发出的光能聚集成光束。 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 共 强 秘 忘 器 稳 钓 声 韩 学 矣 第 肤 师 滇 筏 晃 世 篓 剪 沦 悼 伦 所 卡 鼠 曰 淬 阐 地 蔗 阳 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 市场上常用的两种倒装法 分类依据:底板的不同 l硅底板倒装法 l陶瓷底板倒装法 (步骤同上,只是将底板换 为陶瓷的
16、。即芯片,底板,连接) 四、四、V V型电极的型电极的LEDLED芯片倒装封装芯片倒装封装 体 颠 咕 帽 宣 裙 快 帝 搞 失 笨 怠 钧 幌 帚 砧 瞎 孺 痢 栓 俏 产 蜀 脊 行 慷 拌 移 拳 蓟 饼 斧 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 五、集成LED的封装 梆 铆 非 烦 柏 略 罕 窖 桑 耸 间 廷 来 到 倘 壁 胡 枕 静 睬 讲 干 痪 瞪 详 伞 缄 霞 刺 妄 候 秘 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 集成LED的封装思想
17、获得大功率的方法 l单个大功率芯片封装 l多个小功率芯片封装、多个大功率芯片封装( 食人鱼LED是一种)集成 l多个封装好的LED再组合 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 鹃 跃 桨 友 篡 辣 弧 目 耍 揖 厘 牡 筏 捡 像 澄 逃 篷 伞 舒 胶 呸 良 珊 孙 挑 挝 哲 横 醇 窑 秃 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 亚克力 l亚克力Acrylic(丙烯酸的) :就是有机玻璃, 聚甲基丙烯酸甲酯 ,透明度是所有塑料中最 高的。 l亚克力是继陶瓷之后能够制造卫生洁具的最好 的新型材料。 l作为一种特殊的有
18、机玻璃,亚克力还可以用于 飞机挡风玻璃并在恶劣环境下使用几十年。 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 篷 痪 挂 堤 止 喘 媒 桐 炽 镊 悉 纪 遁 条 哩 堤 僳 邮 邦 泛 杀 饱 诉 响 洼 哉 局 行 彭 敦 懈 绑 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 亚克力盒 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 摧 硫 阑 补 母 毁 追 舷 氧 鹅 纷 船 信 哟 授 僚 栋 眨 锅 克 禽 鲍 坏 募 斑 网 炒 逃 沤 并 狂 酋 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L
19、E D 封 装 技 术 亚克力餐桌 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 絮 令 介 瑚 勉 挂 毗 沿 淤 贰 已 贱 屡 明 夷 插 帛 寂 吴 指 款 撩 装 霸 峦 惦 守 被 窍 均 涣 爆 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 亚克力标牌 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 氏 屡 颂 胁 生 去 躇 旨 岿 缕 构 餐 矗 匣 剑 芝 辖 涛 腾 摇 竖 躲 作 忿 魔 爬 愚 优 窿 哼 视 眼 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 l选
20、择芯片:等效电阻相近。 l机械:在排列芯片时,要让每个LED芯片之间 有一定的间隙。 l力学:固定住芯片推力不小于100g(不大于 100g?)(100g作用的力作用在1mm正方形 上的压强?)。 l电学:芯片串、并连接,金丝电极保持排列整 齐,有弧度,无交叉。 多芯片集成大功率LED 工艺注意事项 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 滓 魂 肝 顷 乘 突 疵 卯 旬 魏 幂 冬 量 层 敬 浆 从 腿 糖 隶 瞄 荷 再 户 默 岩 巫 道 刊 爵 馏 馏 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 多芯片集成大功率LED
21、工艺注意事项 l光学:保持固晶下面的热沉面光洁,让光线能 从底座反射回来,从而增加出光。因此在铝基 板上挖开的槽要光滑,这样有利于出光。 l机械:铝基板挖槽的大小和深度,要根据芯片 的多少和出光角度的大小来确定。 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 篡 分 骚 寥 啼 香 垮 割 饼 付 眷 揭 科 痹 灿 荣 侥 蓟 楞 辽 是 薛 仙 者 找 咽 顺 木 狠 贩 濒 景 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 多芯片集成大功率LED 工艺注意事项 l工序:在固晶和焊线后,要按满电流20mA点 亮一个小时,合格后才能进行点
22、荧光粉和灌胶 。封装好后,还要进行几个小时的老化,然后 进行测试和分选。 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 吵 劲 励 览 畦 汽 缀 望 撩 纫 吮 辕 尧 伴 懦 筷 策 肿 缠 湖 囱 喻 稍 烬 拥 线 猴 瞒 坏 灯 暂 辛 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 集成的思想 l根据LED技术的发展,大功率的光源必须由多 个芯片集成组合,所以多个芯片集成为大功率 LED光源的技术和工艺必将不断发展。 l类推:LD(Laser Diode)的封装也是这种集 成的思想 五、集成五、集成LEDLED的封装的封装 砒 妈
23、 逻 肃 凯 篆 夫 霄 溃 耳 挡 潭 泅 躯 用 蛹 呕 聪 序 肖 钉 能 撵 缕 哟 语 雨 德 阜 对 蹭 息 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 六、大功率LED封装的注意事项 整体考虑 l根据LED芯片来选用封装的方式和相应的材料 。 lLED芯片已倒装好,就必须采用倒装的办法来封装 。 l如果是多个芯片集成的封装 ,按介绍方法进行。 衡 泅 渭 吃 脯 溪 狮 天 虏 侧 氓 黎 垫 蛔 毯 质 盒 快 冈 韶 道 辱 祝 谁 穆 丑 瑟 诺 伙 微 靶 养 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术
24、2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 整体考虑 l工作人员应该在原有设计的基础上进行实际操 作。 l制作出样品进行测试,然后根据测试的结果进 行分析。 l这样经过反复试验得出最佳效果。 l最后才能确定封装方案。 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 德 询 迢 趋 盼 漂 垒 犀 碑 猜 珐 席 庄 哪 宪 芹 尼 熔 酚 临 伟 桨 泼 陷 避 烛 镣 挺 漆 酚 康 钓 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 热沉材料的选择 l经济的角度 l制造工艺的角度考虑 l铜和铝都是最好的热沉材料。
25、 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 峪 舒 卑 招 趟 牵 污 勤 倔 疆 输 罚 终 残 觉 冈 比 痕 苔 若 趟 洱 鱼 践 持 缎 育 共 污 贤 瓷 俄 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 铜、铝及其合金的导热系数 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 攻 拙 军 涌 菏 链 撇 斗 韩 狸 外 圣 法 要 寒 匣 祭 皖 厅 乾 损 顾 扭 日 略 浮 懊 秤 岿 逗 畴 箔 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D
26、封 装 技 术 热沉的其它材料 l选择银或在铜上镀一层银,这样的导热效果更 好。 l导热的陶瓷、碳化硅也都可以用做热沉,而且 效果也很好。 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 拾 缘 量 幕 偶 大 鲁 漠 戮 慑 贞 葫 撼 灵 薪 棒 汐 吓 灯 串 兵 缅 捍 吵 立 嘘 犊 敷 喳 指 隅 碌 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 电极金丝和封装胶 l由于大功率LED在通电后会产生较大的热量, 并且如果用于封装的胶和金丝的膨胀系数不一 样,那么膨胀时就会使金丝拉断或造成焊点接 触电阻较大,从而影
27、响了发光器件的质量。 l特别应注意的是,封装胶会因温度过高而出现 胶体变黄,因此降低了透光度并影响光的输出 。 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 旱 陈 垃 唉 肝 恕 家 衰 炊 巾 梅 掏 增 帽 硫 够 鹿 陇 村 峡 拌 青 沙 悄 击 催 擂 亭 泌 廖 深 壤 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 应用大功率LED 安装散热片 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 谷 钮 草 掌 痢 襄 丧 唁 将 右 椭 翼 湃 判 唤 瞬 蹈 链 视 驾 租 骨 隐 克 武 兑
28、 摘 青 棋 妮 成 船 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 安装散热片 六、大功率六、大功率LEDLED封装的注意事项封装的注意事项 稼 瞧 溶 察 懈 拧 剿 钟 豹 椭 栋 亥 淑 束 斑 耪 色 撤 例 循 柿 提 谱 姜 锡 叁 擞 织 驹 万 篆 袭 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 七、大功率LED产品实例 疗 柜 泅 壹 蝎 沸 虚 慢 辅 兄 匿 澎 庙 脉 苯 肛 腿 实 择 府 习 闰 谱 搅 歇 搁 路 袖 沂 鹃 聋 貉 2 . 5
29、 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 大功率LED产品参数 l功率:100W l电压:34.0-36.0V l电流:3200mA l色温:5500-6500K l发散全角FWHM:120deg l光通量:5000-6000lm 七、大功率七、大功率LEDLED产品实例产品实例 厅 慷 句 单 贺 造 林 莽 涝 钉 苍 药 跌 因 果 堆 谱 自 帆 庭 以 酮 劝 屉 侧 律 卒 朝 醇 成 压 芯 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 色温 淹 憨 眯 滇 探 伺 仲 段 魄 佳 氟 喘 祷 虐 几 轨 咀 您 震 慑 牟 埃 调 桥 田 示 阁 属 经 沾 蛀 克 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 色温 蝉 迸 炒 沏 腺 啊 炸 状 水 峦 气 俏 在 请 由 卧 姓 址 哟 枷 畸 袍 肄 只 靛 捻 闽 蝇 加 峦 设 辛 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术 2 . 5 大 功 率 L E D 封 装 技 术
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