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高亮度矩阵式的LED封装技术与解决方案

发布时间:2020-06-28 11:52:38 阅读: 来源:衬胶设备厂家

[导读] 将LED进行矩阵式组装可获得更高密度、更高亮度的LED.由于热的高浓度以及要求高频引线键合连接,这种结构对封装构成了挑战。采用这些封装工艺可获得高亮度效果,同时还实现散热和最大的出光效率。关键词:LED封装显示器

近几年发光二极管(LED)的应用在不断增长,其市场覆盖范围很广,包括像指示灯、聚光灯和头灯这样的汽车照明应用,像显示背光和照相机闪光灯这样的照相功能,像LED显示器背光和投射系统这样的消费产品,像建筑物的特色照明和标志这样的建筑应,以及许多其他方面的应用。LED亮度高、发光效率高且反应速度快。由于耗能低,使用寿命长,放热少且可发出彩色光的特点,已经在很多方面替代了白炽灯。

随着LED效率的不断提高,产生的每瓦特流明量不断增大,利用LED进行通用照明变得越来越接近实际。比如在2003年,一个相当于3000流明的荧光灯管需要采用超过1300个效率为30流明/瓦的LED才能获得相当的效果。但到2005年,获得同样的荧光灯管发光效果所需的LED数目减少了20倍,只需50个左右,每个LED的发光效率为50流明/瓦或者更高,发光强度为60流明。

LED照明水平

LED生产有四个环节,或着说涉及四个领域。第一个环节称作产品环节0,指生产器件本身。第二个环节产品环节1是一级封装,这指通过芯片黏附和引线键合的方法将器件连接至电源上,形成表面安装封装。第三个环节产品环节2指二级封装。将多个一级封装放在一起,形成像外部信号或室外照明灯应用所需的光输出。第四个环节产品环节3是对整个系统或解决方案进行系统封装。

一级LED 封装包括单个LED和复杂的LED矩阵的封装。在标准的LED阵列中,每个LED被连接至基板电极上。LED可分开处理或连接在一起。这种类型的封装多数是利用环氧树脂粘黏芯片。对于高亮度LED应用,如室外照明或尾部投射屏幕照明,需要采用矩阵结构的LED.在这种结构里,将LED进行紧密的行与列的排列,以获得尽可能多的光。图1是LED矩阵图,它们一起可发出巨大的流明量。LED的数目和排列紧密程度要求芯片黏附材料的导热性能良好,以保持LED尽可能低温。

LED矩阵图

图1 LED矩阵图

矩阵式LED封装是生产中许多系统的基础。它们的新近流行是因为这种结构能获得更多的流明每瓦功率。不过与单芯片封装相比,矩阵式LED封装对于芯片粘合剂和引线键合带来了很大挑战。高亮度LED应用要求热传输最大,才能满足性能要求。

封装高亮度LED

矩阵式LED工艺步骤包括材料准备、芯片的取放、脉冲回流、清洁、引线键合及测试。下面的讨论将主要集中在脉冲回流(低温共晶键合)和引线键合步骤。示例为9 8的290祄LED矩阵,采用AuSn粘合法。LED在列方向被电气连接在一起。目的是利用冶金共晶互连将LED和基板连在一起,根据部件容差(约 1mil的空隙)将LED尽可能紧密地布置。图2所示为该290祄LED矩阵。

引线键合前将290微米LED黏附至AuSn上

图2 引线键合前将290微米LED黏附至AuSn上

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(编辑:和讯网站)

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