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大功率白光led燈珠封裝工藝及可靠性內置芯片的led燈珠分析

時間:2020-02-13 06:36 點擊次數:
 

1、led燈珠封裝工藝

因為led燈珠的布局情勢差別,封裝工藝上也有一些不同,但要害工序不異,led燈珠封裝重要工藝有:固晶→焊線→封膠→切腳→分級→包裝。

2、年夜功率led燈珠封裝要害技能

2.1 led燈珠封裝技能的要求

大功率白光led燈珠封裝工藝及可靠性分析

年夜功率led燈珠封裝要害技能

  如圖所示,年夜功率led燈珠封裝觸及到光、電、熱、布局以及工藝等方面,這些因素既自力又影響。光是封裝的目的,電、布局與工藝是手腕,熱是要害,機能是封裝程度的詳細表現。思量到工藝兼led燈珠電源容性及降低出產成本,應同時舉行led燈珠封裝設計與芯片設計,不然,芯片制造完成后,可能因封裝的需要對于芯片布局舉行調解,將可能延伸產物研發的周期以及成本,甚至會不克不及實現量產。

2.2 led燈珠封裝布局設計以及散熱技能

  led燈珠的光電轉換效率僅為20%~30%,輸入電能的70%~80%改變成為了熱量,芯片的散熱是要害。小功率led燈珠封裝一般接納銀膠或者絕緣膠將芯片黏接在反射杯里,經由過程焊接金絲(或者鋁絲)完成表里毗連,末了用環氧樹脂封裝。封裝熱阻高達150~250℃/W,一般接納20mA擺布的驅動電流。年夜功率led燈珠的驅動電流到達350mA、700mA甚至1A,接納傳統直插式led燈珠封裝工藝,會因散熱不良致使芯片結溫上升,再加之強烈的藍光照射,環氧樹脂很輕易孕育發生黃化征象,加快器件老化,甚至掉效,迅速熱膨脹孕育發生的內應力造成開路而逝世燈。年夜功率led燈珠封裝布局設計的重點是改良散熱機能,重要包孕芯片布局情勢、封裝質料(基板質料、熱界面質料)的選擇與工藝、將導電與導熱線路分隔的布局設計等,好比:接納倒裝芯片布局、減薄襯底或者垂直芯片布局的芯片,選用共晶焊接或者高導熱機能的銀膠、接納COB技能將芯片直接封裝在金屬鋁基板上、增年夜金屬支架的外貌積等要領。

2.3 led燈珠光學設計技能

差別用途的產物對于led燈珠的色坐標、色溫、顯色性、光強以及光的空間漫衍等要求差別。為提高器件的取光效率,并實現更優的出光角度以及配光曲線,需要對于芯片反光杯與透鏡舉行光學設計。年夜功率led燈珠凡是是將led芯片安裝在反射杯的熱沉、支架或者基板上,反射杯一般接納鍍高反射層(鍍Ag或者Al)的體式格局提高反射效果,年夜功率led燈珠出光效率還受模具精度及工藝影響很年夜,假如處置懲罰欠好,輕易致使許多光芒被接收,沒法按預期方針發射出來,致使封裝后的年夜功率led燈珠發光效率偏低。

2.4 led燈珠灌封膠的選擇

led燈珠灌封膠的作用有兩點:(1)對于芯片、金線舉行機械掩護;(2)作為一種光導質料,將更多的光導出。封裝時,led芯片孕育發生的光向外發射孕育發生的喪失重要有:(1)光子在led芯片出射界面因為折射率差引起的反射喪失(即菲涅爾喪失);(2)光學接收;(3)全內反射喪失。是以,在芯片外貌涂覆一層折射率相對于較高的透明光學質料,可以削減光子在界面的喪失,提超出跨越光效率。經常使用的灌封膠有環氧樹脂以及硅膠。環氧樹脂黏度低、流動性好、固化速率適中,固化后無氣泡、外貌平整、有很好的光澤、硬度高,防潮防水防塵機能佳,耐濕熱以及年夜氣老化,成本較低,是led燈珠封裝首選。硅膠具備透光率高、熱不變性好、折射率年夜、吸濕性低、應力小等特色,優于環氧樹脂,但成本較高。小功率led燈珠一般選用環氧樹脂封裝,年夜功率led燈珠內部凡是填充透明度高的柔性硅膠,膠體不會因照射高溫或者紫外線呈現老化變黃,也不會因溫度驟變而致使器件開路的征象,經由過程提高硅膠折射率,可削減菲涅爾喪失,提超出跨越光效率。

2.5 led燈珠熒光粉涂敷量以及勻稱性節制技能

  年夜功率白光led燈珠的發光效率以及光的質量與熒光粉的選擇以及工藝歷程有關。熒光粉的選擇包孕引發波長與芯片波長的匹配、顆粒巨細與勻稱度、引發效率等。熒光粉涂覆按照藍光芯片的發光漫衍舉行調解,使混出的白光勻稱,不然會呈現藍黃圈征象,嚴峻的會影響光源質量,引發效率也會年夜幅降落。熒光粉與膠體的混淆配方及涂膠工藝是包管led燈珠光色在空間漫衍勻稱以及一致性的要害。將熒光粉與膠按必然配比混淆后涂到芯片上,在led燈珠芯片上方形成半球狀。這類漫衍會使光色的空間漫衍不勻稱,有黃圈或者藍圈。別的,在熒光粉涂敷歷程中,因為膠的黏度是動態參數、熒光粉比龐大于膠孕育發生沉淀,使熒光粉的涂敷量節制增長了更多變led燈珠怎么用數,輕易致使白光的光色空間漫衍不勻稱。今朝,美國Lumileds公司率先研制使用的熒光粉等厚蒸鍍工藝,經由過程蒸鍍的要領在芯片上勻稱地籠罩一層熒光粉,可改良光色的空間漫衍勻稱性。

3、年夜功率led燈珠封裝的靠得住性闡發

3.1 靜電對于led燈珠芯片釀成的毀傷

剎時的電場或者電流孕育發生的熱使led燈珠局部受毀傷,體現為泄電流迅速增長,有時雖能事情,但亮度降低或者白光變色,壽命受損。當電場或者電流擊穿led燈珠的PN結時,led燈珠內部徹底粉碎造成逝世燈。在led燈珠封裝出產線,所有裝備都要求接地,一般接地電阻為4Ω,要求高的場合接地電阻為≤2Ω。led燈珠運用流水線裝備以及職員接地不良也會造成led燈珠毀壞。根據led燈珠使用手冊尺度劃定,led燈珠引線距膠體應不少于3~5妹妹舉行彎腳或者焊


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