安防小知识：LED封装技术知多少？
- 来源：强力巨彩
- 2014/5/10 14:40:452758
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。
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。
LED封装的功能
大功率LED封装由于结构和工艺复杂，并直接影响到LED的使用性能和寿命，特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。LED封装的功能主要包括：1.机械保护，以提高可靠性；2.加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能；3.光学控制，提高出光效率，优化光束分布；4.供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制等。
LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展，LED封装先后经历了支架式(LampLED)、贴片式(SMDLED)、功率型LED(PowerLED)等发展阶段。随着芯片功率的增大，特别是固态照明技术发展的需求，对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻，提高出光效率，必须采用全新的技术思路来进行封装设计。
LED封装发展探讨
LED显示屏技术发展非常快，点间距也越来越小，LED的封装从3528、2020、1515、1010、0505延续到更小尺寸以满足高密度需求。
LED封装1515、2020、3528的灯体，管脚外形采用J或者L封装方式。国星的1010和晶台的0505均采用QFN封装。传统显示屏是在PCB的一面贴装驱动IC，另外一侧贴装灯体，通过恒流芯片驱动灯体发光。恒流芯片的布局是否合理直接影响显示屏的显示效果，所产生的热影响LED正常发光特性;进而影响整块显示屏的色彩均匀度。如何解决散热问题确实让设计者头痛。
LED灯体尺寸微型化将会导致SMT贴装工艺和返修的困难。高密度显示屏像素间距越来越小外，恒流芯片输出脚也增加，散热问题凸显成为急需解决的难题，不良的散热会导致屏体热度不均影响显示均匀度和寿命。
一种新型封装方式可以有效解决散热、贴装问题，并可以提升产品的可靠性，极高密度像素LED排列成为可能。新型封装是一种基于BGA、CSP的LED新型封装方式。将恒流驱动逻辑芯片和LED晶元封装在一起，结构主要有7部分：环氧体、晶元、支架体、IC芯片、互连层、焊球(或凸点、焊柱)、保护层。互连层是通过载带自动焊接(TAB)、引线键合(WB)、倒装芯片(FC)等方法来实现芯片与焊球(或凸点、焊柱)之间内部连接的，是封装的关键组成部分。
LED的寿命与散热息息相关，长时间高温度运行将加快衰减，降低使用寿命。使用散热锡球(thermalball)及散热通道(thermalvia)协助散热，增加散热的好方式是使用散热用锡球，散热用锡球是指直接安装在芯片正下方基板下的锡球，可以借着锡球直接将热传到PCB上，而减少空气造成的热阻。一般为了使散热到球更迅速，可用散热通道穿透基板。
新型高密度LED封装探讨
新型封装方式的应用需要驱动IC厂家与LED封装厂家资源进行整合，微间距LED显示屏推广成为可能。（文/厦门强力巨彩光电科技有限公司技术中心总监杨树军，技术中心副总监张余涛）