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led 封装 LED (发光二极管)封装是指发光芯片的封装,相比集成电路封装有较大不同。 LED 的封装不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光。所以 LED 的封装对封装材料有特殊的要求。封装说明: LED 封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内, 封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而 LED 封装则是完成输出电信号, 保护管芯正常工作, 输出: 可见光的功能, 既有电参数, 又有光参数的设计及技术要求, 无法简单地将分立器件的封装用于 LED 。结构说明: LED 的核心发光部分是由 p 型和 n型半导体构成的 pn 结管芯,当注入 pn 结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但 pn 结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率, 因此, 并不是管芯产生的所有光都可以释放出来, 这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料, 应用要求提高 LED 的内、外部量子效率。常规Φ 5mm 型 LED 封装是将边长 的正方形管芯粘结或烧结在引线架上, 管芯的正极通过球形接触点与金丝, 键合为内引线与一条管脚相连, 负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连, 然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光, 向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状, 有这样几种作用: 保护管芯等不受外界侵蚀; 采用不同的形状和材料性质( 掺或不掺散色剂) ,起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;管芯折射率与空气折射率相差太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收, 易发生全反射导致过多光损失, 选用相应折射率的环氧树脂作过渡, 提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性, 绝缘性, 机械强度, 对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料, 封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的, 发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜,可使光集中到 LED 的轴线方向,相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。一般情况下, LED 的发光波长随温度变化为 0. 2-0 . 3nm/ ℃, 光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。另外, 当正向电流流经 pn 结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高 1℃, LED 的发光强度会相应地减少 1% 左右,封装散热;时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数 LED 的驱动电流限制在 20mA 左右。但是, LED 的光输出会随电流的增大而增加, 很多功率型 LED 的驱动电流可以达到 70mA 、 100mA 甚至 1A 级,需要改进封装结构,全新的 LED 封装设计理念和低热阻封装结构及技术,改善热特性。例如, 采用大面积芯片倒装结构, 选用导热性能好的银胶, 增大金属支架的表面积, 焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外,在应用设计中, PCB 线路板等的热设计、导热性能也十分重要。进入 21 世纪后, LED 的高效化、超高亮度化、