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  • 多芯片LED封装特点与技术

    作者:佚名 来源:网络 时间:2016-11-15 10:12 阅读:23488 [投稿]
    文章归纳了集成封装的特点,从产品应用、封装模式,散热处理和光学设计几个方面对其进行了介绍,并分析了集成封装的发展趋势,随着大功率白光LED 在照明领域的广泛应用,集成封装也将得到快速发展。

    然而,对于集成封装而言,同样存在一些不足:

    (1)由于多芯片集成封装在一块基板上,导致所得的光源体积较大;

    (2)多颗芯片通过串并联的方式组合在一起,相对于单颗芯片而言其可靠性较差,将导致整体光源受影响;

    (3)虽然多芯片封装相对于单颗同功率大芯片来说,散热能力强,但由于多颗芯片同时散热,热散失程度不同,会引起芯片间的温度不同,影响寿命,故散热问题的处理也很关键;

    (4)二次光学的设计问题,多芯片出光角度不同,需要在一次光学设计的基础上进行二次光学设计,以满足用户的要求。

    集成封装过程中机械、热学、光学的研究

    集成封装由于其所具有的突出优点,已经成为了LED 封装方式的主流方向,近年来引起很多企业和科研院所的关注并开展了大量的研究,申请了相关的专利,这些都在极大的促进集成封装技术的发展。

    (1)封装结构模式

    当前多芯片集成封装的主流形式就是多颗芯片之间以串并联的方式直接与基板相连接,然后对芯片进行独立封装或者是封装于同一透镜下面。

    徐向阳等申请的专利中,将多颗芯片直接固晶在铝基板上,涂覆荧光粉后,再在每颗LED 芯片外面封盖一个光学透镜。工艺简单,封装材料精简,同时热阻降低,光效提高,此外还便于组装成LED照明灯具产品,相对于同功率的单颗芯片封装模式而言,COB 模块化LED 封装技术具有诸多优点。

    李建胜根据一般集成封装中存在的层结合面和较长的热传导距离问题提出了一种COB 集成封装工艺。

    即在铝质PCB 集成电路板上刻一些有利于芯片发光光线扩散的反光腔,将多颗芯片逐一植入腔内,同时在其周围绘制PCB 线路,将芯片电极引线焊接至此,导通电路,最后在腔周围堆积垒成环形围栅,在其内涂敷硅胶和荧光粉,一次形成一体化的LED COB 组件。

    这种设计将芯片与散热器直接相连,减小了结构热阻,散热效果远好于普通封装结构,提高了LED 的出光率。

    李炳乾等采用COB 技术和阵列化互联的方式制备出白光LED 光源模块,他们将荧光粉层涂敷在出光板上,提高了出光的均匀性和荧光粉的稳定性。

    同时将阵列化互连方式与电流降额使用相结合,减少了传统串联和并联连接方法时一个芯片损坏对其他芯片工作状态的影响的缺陷,提高了系统可靠性,这种封装结构达到了简化工艺的目的。

    总体上,不同专利所描述的集成封装的结构模式和原理都大同小异,差别主要在于所选的焊接方式、反光腔内壁的涂覆材料以及所选基板的不同,改变集成封装的思维方式,使集成封装在白光LED封装中得到更广泛的应用。

    (2)散热处理

    集成封装技术虽然是封装的主要方向之一,但是散热问题却一直是集成封装技术的瓶颈,我们知道通常LED 高功率产品其光电转换效率为20%,剩下80%的电能均转换为热能,处理好散热问题,将会使LED 光源的质量上一个台阶。

    集成封装的热处理思路目前主要集中在:

    选择导热系数高的基板;

    缩短热传递的距离;

    优化固晶技术等方面。

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