led封装技术现状及未来发展

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1、LED封装技术现状及未来发展本文由xiaotao_82贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。LED封裝技術現況與未來發展黃道恒(E-Mail:Francis.Wong@Liteon.com,Tel:(02)22226181x2137)策略行銷處光電事業群大綱?????為什麼LED需要封裝LED的封裝需求封裝熱管理與穩定的高功率LED基材設計封裝填充材料的選擇與光學設計高功率LED螢光粉的選用未來高功率LED的封裝發展趨勢LED封裝之目的?????封裝就是把

2、晶片用專用的塑膠殼封起來,而在封起來之前,要把預先設計好的接腳接出來作為可以供商業使用之電子元件保護晶片防禦輻射,水氣,氧氣,以及外力破壞提高元件之可靠度改善/提升晶片性能提供晶片散熱機構設計各式封裝形式,提供不同之產品應用LED晶片與封裝技術的發展1000100Efficiency(Lumen/Watt)螢光燈管Blue+PhosphorAlInGaP/GaPAlInGaP/AlGaAsAlInGaP/GaAsInGaN鎢絲燈泡10黃、綠交通號誌燈紅色交通號誌燈GaAsP:NGaP:N1GaP:Zn,O

3、GaAsP0.11960Source:Lite-On2007InGaNSiCRedBlueGreenWhite20002010197019801990LED封裝形式的演進年份1970封裝形式最高承載電流20mA熱阻(RTH,j-c)160°C/W198520mA200°C/W198950mA120°C/W1990100mA100°C/W1994150mA50°C/W1998350mA10°C/W為什麼需要開發高功率LED???LED的亮度與效率大幅提升，固態照明以及其他LED光源的應用越來越多。傳統的LE

4、D只能承載20-50mA電流，譬如白光T1?LEDLamp只能承擔0.18W，提供約2流明(Lumen)的光強。主要的瓶頸在於傳統LED封裝設計熱阻(ThermalResistance)很高，晶片即使在50mA的電流下，晶片發光層溫度已經高達75°C。高流明(Lumen)燈具的需求刺激高電流密度、高功率以及低熱組的需求提升。各式燈源熱的輸出熱80%紅外光83%可見光5%可見光20%熱12%LED傳統鎢絲燈泡LED失效模式的統計溫度55%影響1:拋長熱飄移λd(T1)=λd(T2)·ΔTj·0.1(nm/’

5、C)影響2:亮度熱減損Φv(T1)=Φv(T2)·e-kΔTj灰塵6%溼度19%機械20%LED壽命跟封裝的散熱設計有很大的關係100%90%80%RelativeIntensity(%)70%60%50%40%30%20%10%0%10000500010000040002000600050000100016880030000500GoodPackageDesignLOPLWhiteEmitterIBadWhiteLamp5mmPackageDesignLifeTime(Hours)高功率LED封裝的需求

6、???降低熱對晶片以及其他封裝材料的影響可以符合SMD製程或其他簡易的焊接製程抗紫外線(UV)增加LED出光效率熱阻的定義TJunction=TAmbient+(Pd)x(RTH,J-A)高功率LED封裝的熱源環境溫度SMT光學透鏡矽膠導電架晶片焊接點導電金線矽次級基板(Sub-Mount)以及ESD防護線路散熱基座固晶是影響高功率LED封裝的熱流焊接取代導熱膠共金製(Eutectic)程取代傳統銀膠(ConductiveEpoxy)高熱傳導材料高熱導絕緣材料各式材料的熱性質熱應力與基板的考量高功率LED

7、封裝設計光學透鏡矽膠導電架晶片焊接點導電金線矽次級基板(Sub-Mount)以及ESD防護線路散熱基座一般焊接製程以及其製程溫度LED封裝材料的需求??????高反射的光學性質穩定材料對於基材有高附著性絕緣材：以避免短路抗老化：高溫下不會變質(已符合SMT製程)易塑性：利於各式各樣的機構設計熱傳導：降低封裝熱阻抗UV：以利戶外應用高功率LED封裝設計光學透鏡矽膠導電架晶片焊接點導電金線矽次級基板(Sub-Mount)以及ESD防護線路散熱基座常用工程塑膠材料高功率LED封裝設計光學透鏡矽膠導電架晶片焊接點

8、導電金線矽次級基板(Sub-Mount)以及ESD防護線路散熱基座常用封裝填充材料的玻璃轉化點600500LinearExpansion(mm)400300200100TgEpoxySilicone-500501001502000AmbientTemperature(C)常用封裝材料在UV曝光下的穿透率選用矽膠(Silicones)的優點結論特性低金屬離子污染(<2ppm)優點減少對晶片的侵蝕高穿透率光學穩定性高可容忍的溫度範