成興光科普：LED燈珠的封裝形式

成興光根據(jù)不同的應用場合、不同的外形尺寸、散熱方案和發(fā)光效果。將LED封裝形式分為：引腳式、功率型封裝、貼片式（SMD）、板上芯片直裝式COB）、Chip-LED、UVC金屬、陶瓷封裝等七個段落講述。

（1）引腳式（Lamp）LED封裝

LED腳式封裝采用引線架作各種封裝外型的引腳，是最先研發(fā)成功投放市場的封裝結(jié)構(gòu)，品種數(shù)量繁多，技術成熟度較高，封裝內(nèi)結(jié)構(gòu)與反射層仍在不斷改進。常用3～5mm封裝結(jié)構(gòu)，一般用于電流較?。?0～30mA），功率較低（小于0.1W）的LED封裝。主要用于儀表顯示或指示，大規(guī)模集成時也可作為顯示屏。其缺點在于封裝熱阻較大（一般高于100K／W），壽命較短。

（2）功率型LED封裝
LED芯片及封裝向大功率方向發(fā)展，在大電流下產(chǎn)生比Φ5mmLED大10～20倍的光通量，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題，因此，管殼及封裝也是其關鍵技術，能承受數(shù)W功率的LED封裝已出現(xiàn)。5W系列白、綠、藍綠、藍的功率型LED從2003年初開始供貨，白光LED光輸出達 1871m，光效44.31 lm／W綠光衰問題，開發(fā)出可承受10W功率的LED，大面積管；尺寸為2.5mm X2.5mm，可在5A電流下工作，光輸出達2001lm，作為固體照明光源有很大發(fā)展空間。

LED芯片及封裝向大功率方向發(fā)展，在大電流下產(chǎn)生比Φ5mmLED大10～20倍的光通量，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題，因此，管 殼及封裝也是其關鍵技術，能承受數(shù)W功率的LED封裝已出現(xiàn)。5W系列白、綠、藍綠、藍的功率型LED從2003年初開始供貨，白光LED光輸出達 1871m，光效44.31 lm／W綠光衰問題，開發(fā)出可承受10W功率的LED，大面積管；尺寸為2.5mm X2.5mm，可在5A電流下工作，光輸出達2001lm，作為固體照明光源有很大發(fā)展空間。

（3）表面組裝（貼片）式（SMD）LED封裝

早在2002年，表面貼裝封裝的LED（SMDLED）逐漸被市場所接受，并獲得一定的市場份額從引腳式封裝轉(zhuǎn)向SMD符合整個電子行業(yè)發(fā)展大趨勢，很多生產(chǎn)廠商推出此類產(chǎn)品。SMDLED是目前LED市場占有率最高的封裝結(jié)構(gòu)，這種LED封裝結(jié)構(gòu)利用注塑工藝將金屬引線框架包裹在PPA塑料之中，并形成特定形狀的反射杯，金屬引線框架從反射杯底部延伸至器件側(cè)面，通過向外平展或向內(nèi)折彎形成器件管腳。改進型的SMDLED結(jié)構(gòu)是伴隨著白光LED照明技術出現(xiàn)的，為了增大單個 LED器件的使用功率以提高器件的亮度，工程師開始尋找降低SMDLED熱阻的辦法，并引入了熱沉的概念。這種改進的結(jié)構(gòu)降低了最初SMDLED結(jié)構(gòu)的高度，金屬引線框架直接置于LED器件底部，通過注入塑料圍繞金屬框架形成反射杯，芯片置于金屬框架之上，金屬框架通過錫膏，直接焊接于線路板上，形成垂直散熱通道。由于材料技術的發(fā)展，SMD封裝技術已經(jīng)克服了散熱、使用壽命等早期存在的問題，可以用于封裝1～3W的大功率白光LED芯片。

（4）COB-LED封裝

COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB，通過基板直接散熱，不僅能減少支架的制造工藝及其成本，還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢。PCB 板可以是低成本的FR-4材料（玻璃纖維增強的環(huán)氧樹脂），也可以是高熱導的金屬基或陶瓷基復合材料（如鋁基板或覆銅陶瓷基板等）。而引線鍵合可采用高溫下的熱超聲鍵合（金絲球焊）和常溫下的超聲波鍵合（鋁劈刀焊接）。COB技術主要用于大功率多芯片陣列的LED封裝，同SMD相比，不僅大大提高了封裝功率密度，而且降低了封裝熱阻（一般為6-12W／m·K）。

從成本和應用角度來看，COB將成為未來燈具化設計的主流方向。COB封裝的LED模塊在底板上安裝了多枚LED芯片，使用多枚芯片不僅能夠提高亮度，還有助于實現(xiàn)LED芯片的合理配置，降低單個LED芯片的輸入電流量以確保高效率。而且這種面光源能在很大程度上擴大封裝的散熱面積，使熱量更容易傳導至外殼。傳統(tǒng)的LED燈具做法是：LED光源分立器件—MCPCB光源模組—LED燈具，主要是基于沒有適用的核心光源組件而采取的做法，不但耗工費時，而且成本較高。實際上，如果走“COB光源模塊—LED燈具”的路線，不但可以省工省時，而且可以節(jié)省器件封裝的成本。

（5）Chip-LED封裝

成興光Chip-LED封裝系列有著極薄的表面封裝（SMT）發(fā)光二極管所采用的高亮度芯片的低功率LED的尺寸只有鉛筆頭大小，它以最小的耗電量實現(xiàn)了卓越的照明功能，具有高亮度和小尺寸的優(yōu)點，非常適合在艱苦環(huán)境中依賴各種小型產(chǎn)品在工作上使用。LED使設計者在導航系統(tǒng)、手機、工業(yè)控制系統(tǒng)、交通信號燈和消息板的背光鍵盤、顯示屏等應用中提高設計靈活性，實現(xiàn)高性能。

（6）UVC金屬-LED封裝

UVCLED的持續(xù)升溫讓市場變得火熱起來。大家都知道UVCLED殺菌消毒效果顯著，熱管理是提高UVCLED壽命的關鍵，有效的LED背面成為有效散熱的唯一途徑，而目前市面上UVCLED基本以倒裝芯片搭配高導熱氮化鋁基板的方案為主。氮化鋁（AIN）具有優(yōu)異的導熱性（140W／mK－170W／mK），能耐紫外線光源本身的老化，滿足UVCLED高熱管理的需求。成興光采用金錫共晶焊并處于行業(yè)領先水平。通過助焊劑進行共晶焊接，能有效提升芯片與基板的結(jié)合強度，導熱率，有利于UVCLED的品質(zhì)管控。具有極佳的散熱效果、較長的產(chǎn)品壽命以及優(yōu)秀的產(chǎn)品品控。

（7）陶瓷-LED封裝

2016中國研發(fā)自主研發(fā)熒光陶瓷白光大功率封裝技術，解決了LED大功率照明普遍存在的熱管理困難及封裝材料失效難題。實現(xiàn)了成功封裝1000W光源的LED燈，整塊光源芯片面積只比1元錢硬幣大一點。并于北京2018年北京冬奧會訓練場館照明，替代2000W金鹵燈。用陶瓷做封裝材料，能明顯減少用電量和碳排放量，平均節(jié)電率可達70％左右。“以300W透明熒光陶瓷封裝LED工礦燈替代1000W金鹵燈為例：1000W金鹵燈約2000元，使用壽命約為1年，LED燈價格按金鹵燈的2倍即4000元測算，壽命至少5年。如實現(xiàn)替換以每天使用10小時測算，1年即可收回成本，5年可節(jié)電1.2萬千瓦時?！?/span>


成興光能為您解決的，我們會根據(jù)LED下游燈具廠商的需求，無論是需要單器件封裝還是模組化COB封裝，從小功率到大功率，從LED封裝結(jié)構(gòu)的設計如何降低器件熱阻，到改善出光效果以及提高可靠性。為其開發(fā)系列產(chǎn)品解決方案，并輸出技術和科技服務。