led（light-emitTIng diode）已成為國際新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的競爭熱點(diǎn)。LED在產(chǎn)業(yè)鏈中，上游包括襯底材料、外延、芯片設(shè)計(jì)和制造，包括包裝工藝、設(shè)備和測試技術(shù)，下游為LED藍(lán)光主要用于顯示、照明和燈具。LED 黃色熒光粉工藝實(shí)現(xiàn)白光大功率LED，即通過GaN基藍(lán)光LED藍(lán)光刺激的一部分 YAG（yttrium aluminum garnet）黃色熒光粉發(fā)出黃光，另一部分藍(lán)光通過熒光粉發(fā)射，黃色熒光粉發(fā)射的黃光與透射的藍(lán)光混合得到白光。LED芯片發(fā)出的藍(lán)光 通過涂在其周圍的黃色熒光粉，熒光粉被部分藍(lán)光刺激，藍(lán)光光譜與黃光光譜重疊形成白光。

大功率LED封裝作為產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，是促進(jìn)半導(dǎo)體照明和顯示實(shí)用化的核心制造技術(shù)。只有通過開發(fā)低熱阻、高光效和高可靠性LED封裝 和制造技術(shù)，對LED良好的機(jī)電保護(hù)芯片，減少機(jī)電、熱、濕等外部因素對芯片性能的影響，保證LED芯片穩(wěn)定可靠的工作可以提供高效 持續(xù)的高性能照明和顯示效果，實(shí)現(xiàn)LED具有獨(dú)特的節(jié)能長壽優(yōu)勢，促進(jìn)了整個(gè)半導(dǎo)體照明和顯示產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展。鑒于國外相關(guān)公司的市場利益，相關(guān)驗(yàn)證 心臟技術(shù)和設(shè)備都采取了封鎖措施，從而發(fā)展了獨(dú)立的大功率LED特別是白光包裝技術(shù)LED包裝設(shè)備迫在眉睫。本文將簡要介紹大功率LED研究和應(yīng)用封裝領(lǐng)域 大功率分析總結(jié)現(xiàn)狀LED封裝過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題，為了吸引國內(nèi)同行的注意，為了實(shí)現(xiàn)大功率LED努力自主化關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。

封裝工藝技術(shù)對LED性能起著至關(guān)重要的作用。LED芯片結(jié)構(gòu)、光電/機(jī)械特性、具體應(yīng)用要取決于芯片結(jié)構(gòu)、光電/機(jī)械特性、具體應(yīng)用和成本。 增加功率，特別是對固態(tài)照明技術(shù)發(fā)展的需求LED對包裝的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了新的、更高的要求。有效降低包裝熱阻，提高光效 包裝設(shè)計(jì)必須采用新的技術(shù)思路。從工藝兼容性和降低生產(chǎn)成本的角度來看，LED包裝設(shè)計(jì)應(yīng)與芯片設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，即芯片設(shè)計(jì)應(yīng)考慮包裝結(jié) 結(jié)構(gòu)和工藝。當(dāng)前功率LED封裝結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢是：尺寸小、設(shè)備阻力最小化、平面貼片化、耐結(jié)溫最高化、單燈通量最大化；目標(biāo)是提高光通量 降低光衰減和失效率，提高一致性和可靠性。具體來說，大功率LED包裝的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：熱散技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、熒光粉涂層技術(shù) 晶焊技術(shù)等。

1、散熱技術(shù)

一般的LED節(jié)點(diǎn)溫度不得超過120℃，即便是LumiLEDs、Nichia、CREE最新設(shè)備的最高節(jié)點(diǎn)溫度仍不超過1500℃。因此 LED裝置的熱輻射效應(yīng)基本可以忽略不計(jì)，熱傳導(dǎo)和對流是LED散熱的主要方式。散熱設(shè)計(jì)首先考慮熱傳導(dǎo)，因?yàn)闊崃渴紫葋碜訪ED傳輸?shù)椒庋b模塊 散熱器。因此，粘結(jié)材料和基板是LED散熱技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

粘結(jié)材料主要包括導(dǎo)熱膠、導(dǎo)電銀漿和合金焊料。導(dǎo)熱膠是在基體內(nèi)加入一些導(dǎo)熱系數(shù)高的填料，如SiC、A1N、A12O3、SiO2等，從 而提高其導(dǎo)熱；導(dǎo)電銀漿是將銀粉加入環(huán)氧樹脂中形成的一種復(fù)合材料，粘貼的硬化溫度一般低于200℃，銀漿具有導(dǎo)熱性好、粘結(jié)性能可靠等優(yōu)點(diǎn) 光的吸收相對較大，導(dǎo)致光效下降。

在AlSiC加入熱解石墨也能滿足更高的散熱要求。未來有五種復(fù)合基板：單電路碳材料、金屬基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)合材料 合材料、碳復(fù)合材料和高級金屬合金。在AlSiC中加入熱解石墨還可以滿足對散熱要求更高的工況。未來的復(fù)合基板主要有5種：單片電路碳質(zhì)材料、金屬基復(fù)合材料、聚合物基復(fù) 合材料、碳復(fù)合材料和高級金屬合金。

此外，封裝界面對熱阻也有很大的影響LED封裝的關(guān)鍵是降低界面與界面的接觸熱阻，增強(qiáng)散熱。因此，芯片與散熱基板之間的熱界面材料的選擇非常重要。熱界面材料采用低溫或共晶焊料、焊膏或與納米顆?；旌系膶?dǎo)電膠，可大大降低界面熱阻。

光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)

LED封裝的光學(xué)設(shè)計(jì)包括內(nèi)光學(xué)設(shè)計(jì)和外光學(xué)設(shè)計(jì)。

內(nèi)光學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于灌封膠的選擇和應(yīng)用。在灌封膠的選擇上，透光率高、折射率高、熱穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好、噴涂方便。LED包裝的可靠性，也 要求灌封膠具有吸濕性低、應(yīng)力低、耐溫環(huán)保等特點(diǎn)。目前常用的灌封膠包括環(huán)氧樹脂和硅膠。其中，硅膠透光率高(可見光范圍內(nèi)透光率大于99%)， 折射率高（1.4～1.5)熱穩(wěn)定性好(能耐2000℃應(yīng)力低(楊氏模量低)，吸濕性低(小于0).2%)等特點(diǎn)，大功率明顯優(yōu)于環(huán)氧樹脂 LED廣泛應(yīng)用于封裝中。但硅膠的性能受環(huán)境溫度的影響較大LED光效和光強(qiáng)分布，因此硅膠的制備工藝有待改善。

外光學(xué)設(shè)計(jì)是指聚集和塑造出射光束，形成光強(qiáng)均勻分布的光場。主要包括反射聚光杯設(shè)計(jì)（一次光學(xué)）和塑料透鏡設(shè)計(jì)（二次光學(xué)）。對于陣列模塊，還包括芯片陣列的分布。常用的透鏡形狀有凸透鏡、凹透鏡、球鏡、菲涅爾透鏡、組合透鏡等，透鏡和大功率LED裝配方法可采用氣密封和半氣密封 安裝。近年來，隨著研究的深入，考慮到包裝后的集成要求，用于光束整形手術(shù)的透鏡采用了微透鏡陣列，微透鏡陣列可以在光路中發(fā)揮二維并行聚合、整形手術(shù)、直接等 研究表明，采用衍射微透鏡陣列替代普通透鏡或菲涅爾微透鏡，可以大大提高光束質(zhì)量，提高光束質(zhì)量 大功率出射光強(qiáng)度LED光束整形最有前途的新技術(shù)。

3、LED封裝結(jié)構(gòu)形式

LED包裝技術(shù)和結(jié)構(gòu)先后有引腳型、功率型包裝、貼片型（SMD）、板上芯片直裝（COB）四個(gè)階段。

（1）引腳式（Lamp）LED封裝

LED腳包裝采用引線架作為各種包裝外觀的引腳，是市場上第一個(gè)成功開發(fā)的包裝結(jié)構(gòu)。品種繁多，技術(shù)成熟度高，包裝結(jié)構(gòu)和反射層仍在不斷改進(jìn)。 用3～5mm電流小(20~30)一般采用封裝結(jié)構(gòu)mA），低功率(小于0.1W）的LED包裝。主要用于儀表顯示或指示，也可用于大規(guī)模集成 屏幕。缺點(diǎn)是封裝熱阻大(一般高于100K／W），壽命較短。

（2）功率型LED封裝

LED芯片和包裝向大功率方向發(fā)展，在大電流下產(chǎn)生比例