大功率LED封装常用的5种关键技术和4种结构形式

LED（light-emitting diode）已成为国际新兴战略产业界的竞争热点。在LED产业链中，上游包括衬底材料、外延、芯片设计及制造生产，中游涵盖封装工艺、装备和测试技术， 下游为LED显示、照明和灯具等应用产品。目前主要采用蓝光LED+黄色荧光粉工艺来实现白光大功率LED，即通过GaN基蓝光LED一部分蓝光激发 YAG（yttrium aluminum garnet）黄色荧光粉发射出黄光，另外一部分蓝光透过荧光粉发射出来，由黄色荧光粉发射的黄光与透射的蓝光混合后得到白光。蓝光LED芯片发出的蓝光 透过涂覆在其周围的黄色荧光粉，荧光粉被一部分蓝光激发后发出黄光，蓝光光谱与黄光光谱互相重叠后形成白光。

　　大功率LED封装作为产业链中承上启下的重要一环，是推进半导体照明和显示走向实用化的核心制造技术。只有通过开发低热阻、高光效和高可靠性的LED封装 和制造技术，对LED芯片进行良好的机械和电气保护，减少机械、电、热、湿和其他外部因素对芯片性能的影响，保障LED芯片稳定可靠的工作，才能提供高效 持续的高性能照明和显示效果，实现LED所特有的节能长寿优势，促进整个半导体照明和显示产业链良性发展。鉴于国外相关公司出于市场利益的考虑，对相关核 心技术和装备均采取封锁措施，因而发展自主的大功率LED封装技术特别是白光LED封装设备已迫在眉睫。

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　　封装工艺技术对LED性能起着至关重要的作用。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。随着 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。从工艺兼容性及降低生产成本的角度看，LED封装设计应与芯片设计同时进行，即芯片设计时就应该考虑到封装结 构和工艺。目前功率LED封装结构的主要发展趋势是：尺寸小型化、器件热阻最小化、平面贴片化、耐受结温最高化、单灯光通量最大化；目标是提高光通量、光 效，减少光衰、失效率，提高一致性和可靠性。具体而言，大功率LED封装的关键技术主要包括：热散技术、光学设计技术、结构设计技术、荧光粉涂覆技术、共 晶焊技术等。