LED是shi一yi類lei可ke直zhi接jie將jiang電dian能neng轉zhuan化hua為wei可ke見jian光guang和he輻fu射she能neng的de發fa光guang器qi件jian，具ju有you工gong作zuo電dian壓ya低di，耗hao電dian量liang小xiao，發fa光guang效xiao率lv高gao，發fa光guang響xiang應ying時shi間jian極ji短duan，光guang色se純chun，結jie構gou牢lao固gu，抗kang衝chong擊ji，耐nai振zhen動dong，性xing能neng穩wen定ding可ke靠kao，重zhong量liang輕qing
，體ti積ji小xiao，成cheng本ben低di等deng一yi係xi列lie特te性xing。

LED封裝的特殊性

LED封feng裝zhuang技ji術shu大da都dou是shi在zai分fen立li器qi件jian封feng裝zhuang技ji術shu基ji礎chu上shang發fa展zhan與yu演yan變bian而er來lai的de，但dan卻que有you很hen大da的de特te殊shu性xing。一yi般ban情qing況kuang下xia

，分fen立li器qi件jian的de管guan芯xin被bei密mi封feng在zai封feng裝zhuang體ti內nei
，封feng裝zhuang的de作zuo用yong主zhu要yao是shi保bao護hu管guan芯xin和he完wan成cheng電dian氣qi互hu連lian。而erLED封裝則是完成輸出電信號，保護管芯正常工作
，輸出：可見光的功能
，既有電參數，又有光參數的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用於LED。

LED的核心發光部分是由p型和n型半導體構成的pn結管芯，當注入pn結的少數載流子與多數載流子複合時，就會發出可見光

，紫外光或近紅外光。但pn結jie區qu發fa出chu的de光guang子zi是shi非fei定ding向xiang的de
，即ji向xiang各ge個ge方fang向xiang發fa射she有you相xiang同tong的de幾ji率lv，因yin此ci，並bing不bu是shi管guan芯xin產chan生sheng的de所suo有you光guang都dou可ke以yi釋shi放fang出chu來lai，這zhe主zhu要yao取qu決jue於yu半ban導dao體ti材cai料liao質zhi量liang、管芯結構及幾何形狀
、封裝內部結構與包封材料，應用要求提高LED的內
、外部量子效率。常規Φ5mm型LED封裝是將邊長0.25mmdezhengfangxingguanxinzhanjiehuoshaojiezaiyinxianjiashang，guanxindezhengjitongguoqiuxingjiechudianyujinsi，jianheweineiyinxianyuyitiaoguanjiaoxianglian，fujitongguofanshebeiheyinxianjiadelingyiguanjiaoxianglian，ranhouqidingbuyonghuanyangshuzhibaofeng。fanshebeidezuoyongshishoujiguanxincemian、界麵發出的光，向期望的方向角內發射。頂部包封的環氧樹脂做成一定形狀，有這樣幾種作用：保護管芯等不受外界侵蝕;采用不同的形狀和材料性質(摻或不摻散色劑)
，起透鏡或漫射透鏡功能，控製光的發散角;guanxinzheshelvyukongqizheshelvxiangguantaida，zhishiguanxinneibudequanfanshelinjiejiaohenxiao
，qiyouyuancengchanshengdeguangzhiyouxiaobufenbeiquchu
，dabufenyizaiguanxinneibujingduocifansheerbeixishou，yifashengquanfanshedaozhiguoduoguangsunshi，xuanyongxiangyingzheshelvdehuanyangshuzhizuoguodu
，tigaoguanxindeguangchushexiaolv。yongzuogouchengguankedehuanyangshuzhixujuyounaishixing，jueyuanxing，jixieqiangdu

，duiguanxinfachuguangdezheshelvhetoushelvgao。xuanzebutongzheshelvdefengzhuangcailiao，fengzhuangjihexingzhuangduiguangziyichuxiaolvdeyingxiangshibutongde，faguangqiangdudejiaofenbuyeyuguanxinjiegou、光輸出方式
、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若采用尖形樹脂透鏡
，可使光集中到LED的軸線方向，相應的視角較小;如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平麵型，其相應視角將增大。

一般情況下
，LED的發光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮豔度。另外
，當正向電流流經pn結

，發熱性損耗使結區產生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，LED的發光強度會相應地減少1%左右
，封裝散熱;時保持色純度與發光強度非常重要，以往多采用減少其驅動電流的辦法，降低結溫，多數LED的驅動電流限製在20mA左右。但是

，LED的光輸出會隨電流的增大而增加，目前，很多功率型LED的驅動電流可以達到70mA、100mA甚至1A級，需要改進封裝結構，全新的LED封(feng)裝(zhuang)設(she)計(ji)理(li)念(nian)和(he)低(di)熱(re)阻(zu)封(feng)裝(zhuang)結(jie)構(gou)及(ji)技(ji)術(shu)
，改(gai)善(shan)熱(re)特(te)性(xing)。例(li)如(ru)
，采(cai)用(yong)大(da)麵(mian)積(ji)芯(xin)片(pian)倒(dao)裝(zhuang)結(jie)構(gou)，選(xuan)用(yong)導(dao)熱(re)性(xing)能(neng)好(hao)的(de)銀(yin)膠(jiao)，增(zeng)大(da)金(jin)屬(shu)支(zhi)架(jia)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)
，焊(han)料(liao)凸(tu)點(dian)的(de)矽(gui)載(zai)體(ti)直(zhi)接(jie)裝(zhuang)在(zai)熱(re)沉(chen)上(shang)等(deng)方(fang)法(fa)。此(ci)外(wai)，在(zai)應(ying)用(yong)設(she)計(ji)中(zhong)，PCB線路板等的熱設計、導熱性能也十分重要。

進入21世紀後，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發展創新

，紅、橙LED光效已達到100Im/W，綠LED為501m/W
，單隻LED的光通量也達到數十Im。LED芯(xin)片(pian)和(he)封(feng)裝(zhuang)不(bu)再(zai)沿(yan)龔(gong)傳(chuan)統(tong)的(de)設(she)計(ji)理(li)念(nian)與(yu)製(zhi)造(zao)生(sheng)產(chan)模(mo)式(shi)
，在(zai)增(zeng)加(jia)芯(xin)片(pian)的(de)光(guang)輸(shu)出(chu)方(fang)麵(mian)

，研(yan)發(fa)不(bu)僅(jin)僅(jin)限(xian)於(yu)改(gai)變(bian)材(cai)料(liao)內(nei)雜(za)質(zhi)數(shu)量(liang)，晶(jing)格(ge)缺(que)陷(xian)和(he)位(wei)錯(cuo)來(lai)提(ti)高(gao)內(nei)部(bu)效(xiao)率(lv)
，同(tong)時(shi)，如(ru)何(he)改(gai)善(shan)管(guan)芯(xin)及(ji)封(feng)裝(zhuang)內(nei)部(bu)結(jie)構(gou)，增(zeng)強(qiang)LED內部產生光子出射的幾率
，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優化設計，改進光學性能，加速表麵貼裝化SMD進程更是產業界研發的主流方向。

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產品封裝結構類型

自上世紀九十年代以來，LED芯片及材料製作技術的研發取得多項突破
，透明襯底梯形結構、紋理表麵結構

、芯片倒裝結構，商品化的超高亮度(1cd以上)紅
、橙、黃
、綠、藍的LED產品相繼問市，如表1所示，2000年開始在低、中光通量的特殊照明中獲得應用。LED的上
、中遊產業受到前所未有的重視，進一步推動下遊的封裝技術及產業發展
，采用不同封裝結構形式與尺寸，不同發光顏色的管芯及其雙色、或三色組合方式，可生產出多種係列
，品種、規格的產品。

LED產品封裝結構的類型如表2所示
，也有根據發光顏色
、芯片材料、發光亮度
、尺寸大小等情況特征來分類的。單個管芯一般構成點光源，多個管芯組裝一般可構成麵光源和線光源，作信息、狀態指示及顯示用
，發光顯示器也是用多個管芯
，通過管芯的適當連接(包括串聯和並聯)與合適的光學結構組合而成的，構成發光顯示器的發光段和發光點。表麵貼裝LED可逐漸替代引腳式LED

，應用設計更靈活，已在LED顯示市場中占有一定的份額
，有加速發展趨勢。固體照明光源有部分產品上市，成為今後LED的中、長期發展方向。

引腳式封裝

LED腳(jiao)式(shi)封(feng)裝(zhuang)采(cai)用(yong)引(yin)線(xian)架(jia)作(zuo)各(ge)種(zhong)封(feng)裝(zhuang)外(wai)型(xing)的(de)引(yin)腳(jiao)
，是(shi)最(zui)先(xian)研(yan)發(fa)成(cheng)功(gong)投(tou)放(fang)市(shi)場(chang)的(de)封(feng)裝(zhuang)結(jie)構(gou)，品(pin)種(zhong)數(shu)量(liang)繁(fan)多(duo)
，技(ji)術(shu)成(cheng)熟(shu)度(du)較(jiao)高(gao)，封(feng)裝(zhuang)內(nei)結(jie)構(gou)與(yu)反(fan)射(she)層(ceng)仍(reng)在(zai)不(bu)斷(duan)改(gai)進(jin)。標(biao)準(zhun)LED被大多數客戶認為是目前顯示行業中最方便、最經濟的解決方案
，典型的傳統LED安置在能承受0.1W輸入功率的包封內
，其90%的熱量是由負極的引腳架散發至PCB板，再散發到空氣中，如何降低工作時pn結(jie)的(de)溫(wen)升(sheng)是(shi)封(feng)裝(zhuang)與(yu)應(ying)用(yong)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)的(de)。包(bao)封(feng)材(cai)料(liao)多(duo)采(cai)用(yong)高(gao)溫(wen)固(gu)化(hua)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)，其(qi)光(guang)性(xing)能(neng)優(you)良(liang)，工(gong)藝(yi)適(shi)應(ying)性(xing)好(hao)
，產(chan)品(pin)可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，可(ke)做(zuo)成(cheng)有(you)色(se)透(tou)明(ming)或(huo)無(wu)色(se)透(tou)明(ming)和(he)有(you)色(se)散(san)射(she)或(huo)無(wu)色(se)散(san)射(she)的(de)透(tou)鏡(jing)封(feng)裝(zhuang)，不(bu)同(tong)的(de)透(tou)鏡(jing)形(xing)狀(zhuang)構(gou)成(cheng)多(duo)種(zhong)外(wai)形(xing)及(ji)尺(chi)寸(cun)

，例(li)如(ru)

，圓(yuan)形(xing)按(an)直(zhi)徑(jing)分(fen)為(wei)Φ2mm
、Φ3mm、Φ4.4mm、Φ5mm、Φ7mm等數種，環氧樹脂的不同組份可產生不同的發光效果。花色點光源有多種不同的封裝結構：陶瓷底座環氧樹脂封裝具有較好的工作溫度性能，引腳可彎曲成所需形狀

，體積小;金屬底座塑料反射罩式封裝是一種節能指示燈
，適作電源指示用;閃爍式將CMOS振蕩電路芯片與LED管芯組合封裝
，可自行產生較強視覺衝擊的閃爍光;雙(shuang)色(se)型(xing)由(you)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)發(fa)光(guang)顏(yan)色(se)的(de)管(guan)芯(xin)組(zu)成(cheng)
，封(feng)裝(zhuang)在(zai)同(tong)一(yi)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)透(tou)鏡(jing)中(zhong)，除(chu)雙(shuang)色(se)外(wai)還(hai)可(ke)獲(huo)得(de)第(di)三(san)種(zhong)的(de)混(hun)合(he)色(se)，在(zai)大(da)屏(ping)幕(mu)顯(xian)示(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)極(ji)為(wei)廣(guang)泛(fan)
，並(bing)可(ke)封(feng)裝(zhuang)組(zu)成(cheng)雙(shuang)色(se)顯(xian)示(shi)器(qi)件(jian);電壓型將恒流源芯片與LED管芯組合封裝，可直接替代5—24V的各種電壓指示燈。麵光源是多個LED管芯粘結在微型PCB板的規定位置上
，采用塑料反射框罩並灌封環氧樹脂而形成，PCB板的不同設計確定外引線排列和連接方式，有雙列直插與單列直插等結構形式。點
、麵光源現已開發出數百種封裝外形及尺寸
，供市場及客戶適用。

LED發光顯示器可由數碼管或米字管、符號管
、矩陳管組成各種多位產品
，由實際需求設計成各種形狀與結構。以數碼管為例
，有反射罩式、單片集成式
、單dan條tiao七qi段duan式shi等deng三san種zhong封feng裝zhuang結jie構gou，連lian接jie方fang式shi有you共gong陽yang極ji和he共gong陰yin極ji兩liang種zhong
，一yi位wei就jiu是shi通tong常chang說shuo的de數shu碼ma管guan，兩liang位wei以yi上shang的de一yi般ban稱cheng作zuo顯xian示shi器qi。反fan射she罩zhao式shi具ju有you字zi型xing大da，用yong料liao省sheng
，組zu裝zhuang靈ling活huo的de混hun合he封feng裝zhuang特te點dian
，一yi般ban用yong白bai色se塑su料liao製zhi作zuo成cheng帶dai反fan射she腔qiang的de七qi段duan形xing外wai殼ke
，將jiang單dan個geLED管芯粘結在與反射罩的七個反射腔互相對位的PCB板上，每個反射腔底部的中心位置是管芯形成的發光區
，用壓焊方法鍵合引線，在反射罩內滴人環氧樹脂，與粘好管芯的PCB板對位粘合，然後固化即成。反射罩式又分為空封和實封兩種，前者采用散射劑與染料的環氧樹脂
，多用於單位、雙位器件;houzheshanggailvsepianyuyunguangmo
，bingzaiguanxinyudibanshangtutoumingjueyuanjiao
，tigaochuguangxiaolv，yibanyongyusiweiyishangdeshuzixianshi。danpianjichengshishizaifaguangcailiaojingpianshangzhizuodaliangqiduanshumaxianshiqituxingguanxin，ranhouhuapianfengechengdanpiantuxingguanxin，zhanjie、壓焊、封裝帶透鏡(俗稱魚眼透鏡)的外殼。單條七段式將已製作好的大麵積LED芯片，劃割成內含一隻或多隻管芯的發光條，如此同樣的七條粘結在數碼字形的可伐架上，經壓焊、環氧樹脂封裝構成。單片式、單條式的特點是微小型化
，可采用雙列直插式封裝
，大多是專用產品。LED光柱顯示器在106mm長度的線路板上，安置101隻管芯(最多可達201隻管芯)，屬於高密度封裝，利用光學的折射原理，使點光源通過透明罩殼的13-15條光柵成像，完成每隻管芯由點到線的顯示，封裝技術較為複雜。

半導體pn結的電致發光機理決定LED不可能產生具有連續光譜的白光，同時單隻LED也不可能產生兩種以上的高亮度單色光
，隻能在封裝時借助熒光物質，藍或紫外LED管芯上塗敷熒光粉
，間接產生寬帶光譜，合成白光;或采用幾種(兩種或三種、多種)發不同色光的管芯封裝在一個組件外殼內，通過色光的混合構成白光LED。這兩種方法都取得實用化
，日本2000年生產白光LED達1億隻，發展成一類穩定地發白光的產品，並將多隻白光LED設計組裝成對光通量要求不高
，以局部裝飾作用為主，追求新潮的電光源。