LED是shi一yi類lei可ke直zhi接jie將jiang電dian能neng轉zhuan化hua為wei可ke見jian光guang和he輻fu射she能neng的de發fa光guang器qi件jian，具ju有you工gong作zuo電dian壓ya低di，耗hao電dian量liang小xiao，發fa光guang效xiao率lv高gao
，發fa光guang響xiang應ying時shi間jian極ji短duan，光guang色se純chun，結jie構gou牢lao固gu
，抗kang衝chong擊ji，耐nai振zhen動dong，性xing能neng穩wen定ding可ke靠kao，重zhong量liang輕qing，體ti積ji小xiao，成cheng本ben低di等deng一yi係xi列lie特te性xing。

LED封裝的特殊性

LED封feng裝zhuang技ji術shu大da都dou是shi在zai分fen立li器qi件jian封feng裝zhuang技ji術shu基ji礎chu上shang發fa展zhan與yu演yan變bian而er來lai的de
，但dan卻que有you很hen大da的de特te殊shu性xing。一yi般ban情qing況kuang下xia
，分fen立li器qi件jian的de管guan芯xin被bei密mi封feng在zai封feng裝zhuang體ti內nei，封feng裝zhuang的de作zuo用yong主zhu要yao是shi保bao護hu管guan芯xin和he完wan成cheng電dian氣qi互hu連lian。而erLED封裝則是完成輸出電信號
，保護管芯正常工作，輸出：可見光的功能，既有電參數，又有光參數的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用於LED。

LED的核心發光部分是由p型和n型半導體構成的pn結管芯
，當注入pn結的少數載流子與多數載流子複合時，就會發出可見光，紫外光或近紅外光。但pnjiequfachudeguangzishifeidingxiangde
，jixianggegefangxiangfasheyouxiangtongdejilv，yinci，bingbushiguanxinchanshengdesuoyouguangdoukeyishifangchulai，zhezhuyaoqujueyubandaoticailiaozhiliang、管芯結構及幾何形狀
、封裝內部結構與包封材料
，應用要求提高LED的內
、外部量子效率。常規Φ5mm型LED封裝是將邊長0.25mmdezhengfangxingguanxinzhanjiehuoshaojiezaiyinxianjiashang

，guanxindezhengjitongguoqiuxingjiechudianyujinsi
，jianheweineiyinxianyuyitiaoguanjiaoxianglian，fujitongguofanshebeiheyinxianjiadelingyiguanjiaoxianglian
，ranhouqidingbuyonghuanyangshuzhibaofeng。fanshebeidezuoyongshishoujiguanxincemian
、界麵發出的光，向期望的方向角內發射。頂部包封的環氧樹脂做成一定形狀，有這樣幾種作用：保護管芯等不受外界侵蝕;采用不同的形狀和材料性質(摻或不摻散色劑)，起透鏡或漫射透鏡功能，控製光的發散角;guanxinzheshelvyukongqizheshelvxiangguantaida，zhishiguanxinneibudequanfanshelinjiejiaohenxiao，qiyouyuancengchanshengdeguangzhiyouxiaobufenbeiquchu
，dabufenyizaiguanxinneibujingduocifansheerbeixishou，yifashengquanfanshedaozhiguoduoguangsunshi，xuanyongxiangyingzheshelvdehuanyangshuzhizuoguodu，tigaoguanxindeguangchushexiaolv。yongzuogouchengguankedehuanyangshuzhixujuyounaishixing，jueyuanxing，jixieqiangdu，duiguanxinfachuguangdezheshelvhetoushelvgao。xuanzebutongzheshelvdefengzhuangcailiao
，fengzhuangjihexingzhuangduiguangziyichuxiaolvdeyingxiangshibutongde，faguangqiangdudejiaofenbuyeyuguanxinjiegou、光輸出方式、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若采用尖形樹脂透鏡，可使光集中到LED的軸線方向
，相應的視角較小;如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平麵型，其相應視角將增大。

一般情況下
，LED的發光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃
，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮豔度。另外，當正向電流流經pn結

，發熱性損耗使結區產生溫升，在室溫附近
，溫度每升高1℃，LED的發光強度會相應地減少1%左右，封裝散熱;時保持色純度與發光強度非常重要，以往多采用減少其驅動電流的辦法，降低結溫
，多數LED的驅動電流限製在20mA左右。但是

，LED的光輸出會隨電流的增大而增加，目前，很多功率型LED的驅動電流可以達到70mA
、100mA甚至1A級，需要改進封裝結構
，全新的LEDfengzhuangshejilinianhedirezufengzhuangjiegoujijishu，gaishanretexing。liru，caiyongdamianjixinpiandaozhuangjiegou，xuanyongdaorexingnenghaodeyinjiao，zengdajinshuzhijiadebiaomianji

，hanliaotudiandeguizaitizhijiezhuangzairechenshangdengfangfa。ciwai，zaiyingyongshejizhong
，PCB線路板等的熱設計
、導熱性能也十分重要。

進入21世紀後
，LED的高效化、超高亮度化
、全色化不斷發展創新，紅、橙LED光效已達到100Im/W，綠LED為501m/W，單隻LED的光通量也達到數十Im。LED芯xin片pian和he封feng裝zhuang不bu再zai沿yan龔gong傳chuan統tong的de設she計ji理li念nian與yu製zhi造zao生sheng產chan模mo式shi，在zai增zeng加jia芯xin片pian的de光guang輸shu出chu方fang麵mian，研yan發fa不bu僅jin僅jin限xian於yu改gai變bian材cai料liao內nei雜za質zhi數shu量liang

，晶jing格ge缺que陷xian和he位wei錯cuo來lai提ti高gao內nei部bu效xiao率lv，同tong時shi，如ru何he改gai善shan管guan芯xin及ji封feng裝zhuang內nei部bu結jie構gou，增zeng強qiangLED內部產生光子出射的幾率

，提高光效，解決散熱
，取光和熱沉優化設計，改進光學性能，加速表麵貼裝化SMD進程更是產業界研發的主流方向。

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產品封裝結構類型

自上世紀九十年代以來，LED芯片及材料製作技術的研發取得多項突破
，透明襯底梯形結構、紋理表麵結構、芯片倒裝結構，商品化的超高亮度(1cd以上)紅、橙
、黃、綠

、藍的LED產品相繼問市，如表1所示，2000年開始在低
、中光通量的特殊照明中獲得應用。LED的上
、中遊產業受到前所未有的重視，進一步推動下遊的封裝技術及產業發展，采用不同封裝結構形式與尺寸
，不同發光顏色的管芯及其雙色
、或三色組合方式，可生產出多種係列，品種、規格的產品。

LED產品封裝結構的類型如表2所示
，也有根據發光顏色、芯片材料
、發光亮度
、尺寸大小等情況特征來分類的。單個管芯一般構成點光源，多個管芯組裝一般可構成麵光源和線光源，作信息、狀態指示及顯示用，發光顯示器也是用多個管芯
，通過管芯的適當連接(包括串聯和並聯)與合適的光學結構組合而成的，構成發光顯示器的發光段和發光點。表麵貼裝LED可逐漸替代引腳式LED，應用設計更靈活，已在LED顯示市場中占有一定的份額

，有加速發展趨勢。固體照明光源有部分產品上市，成為今後LED的中
、長期發展方向。

引腳式封裝

LEDjiaoshifengzhuangcaiyongyinxianjiazuogezhongfengzhuangwaixingdeyinjiao
，shizuixianyanfachenggongtoufangshichangdefengzhuangjiegou
，pinzhongshuliangfanduo，jishuchengshudujiaogao，fengzhuangneijiegouyufanshecengrengzaibuduangaijin。biaozhunLED被大多數客戶認為是目前顯示行業中最方便、最經濟的解決方案
，典型的傳統LED安置在能承受0.1W輸入功率的包封內
，其90%的熱量是由負極的引腳架散發至PCB板
，再散發到空氣中，如何降低工作時pn結(jie)的(de)溫(wen)升(sheng)是(shi)封(feng)裝(zhuang)與(yu)應(ying)用(yong)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)的(de)。包(bao)封(feng)材(cai)料(liao)多(duo)采(cai)用(yong)高(gao)溫(wen)固(gu)化(hua)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)
，其(qi)光(guang)性(xing)能(neng)優(you)良(liang)
，工(gong)藝(yi)適(shi)應(ying)性(xing)好(hao)，產(chan)品(pin)可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，可(ke)做(zuo)成(cheng)有(you)色(se)透(tou)明(ming)或(huo)無(wu)色(se)透(tou)明(ming)和(he)有(you)色(se)散(san)射(she)或(huo)無(wu)色(se)散(san)射(she)的(de)透(tou)鏡(jing)封(feng)裝(zhuang)，不(bu)同(tong)的(de)透(tou)鏡(jing)形(xing)狀(zhuang)構(gou)成(cheng)多(duo)種(zhong)外(wai)形(xing)及(ji)尺(chi)寸(cun)，例(li)如(ru)


，圓(yuan)形(xing)按(an)直(zhi)徑(jing)分(fen)為(wei)Φ2mm、Φ3mm、Φ4.4mm

、Φ5mm、Φ7mm等數種，環氧樹脂的不同組份可產生不同的發光效果。花色點光源有多種不同的封裝結構：陶瓷底座環氧樹脂封裝具有較好的工作溫度性能，引腳可彎曲成所需形狀，體積小;金屬底座塑料反射罩式封裝是一種節能指示燈，適作電源指示用;閃爍式將CMOS振蕩電路芯片與LED管芯組合封裝
，可自行產生較強視覺衝擊的閃爍光;雙shuang色se型xing由you兩liang種zhong不bu同tong發fa光guang顏yan色se的de管guan芯xin組zu成cheng，封feng裝zhuang在zai同tong一yi環huan氧yang樹shu脂zhi透tou鏡jing中zhong，除chu雙shuang色se外wai還hai可ke獲huo得de第di三san種zhong的de混hun合he色se
，在zai大da屏ping幕mu顯xian示shi係xi統tong中zhong的de應ying用yong極ji為wei廣guang泛fan，並bing可ke封feng裝zhuang組zu成cheng雙shuang色se顯xian示shi器qi件jian;電壓型將恒流源芯片與LED管芯組合封裝，可直接替代5—24V的各種電壓指示燈。麵光源是多個LED管芯粘結在微型PCB板的規定位置上，采用塑料反射框罩並灌封環氧樹脂而形成，PCB板的不同設計確定外引線排列和連接方式
，有雙列直插與單列直插等結構形式。點、麵光源現已開發出數百種封裝外形及尺寸
，供市場及客戶適用。

LED發光顯示器可由數碼管或米字管
、符號管


、矩陳管組成各種多位產品
，由實際需求設計成各種形狀與結構。以數碼管為例
，有反射罩式、單片集成式
、單dan條tiao七qi段duan式shi等deng三san種zhong封feng裝zhuang結jie構gou，連lian接jie方fang式shi有you共gong陽yang極ji和he共gong陰yin極ji兩liang種zhong，一yi位wei就jiu是shi通tong常chang說shuo的de數shu碼ma管guan
，兩liang位wei以yi上shang的de一yi般ban稱cheng作zuo顯xian示shi器qi。反fan射she罩zhao式shi具ju有you字zi型xing大da，用yong料liao省sheng
，組zu裝zhuang靈ling活huo的de混hun合he封feng裝zhuang特te點dian
，一yi般ban用yong白bai色se塑su料liao製zhi作zuo成cheng帶dai反fan射she腔qiang的de七qi段duan形xing外wai殼ke，將jiang單dan個geLED管芯粘結在與反射罩的七個反射腔互相對位的PCB板上
，每個反射腔底部的中心位置是管芯形成的發光區，用壓焊方法鍵合引線
，在反射罩內滴人環氧樹脂，與粘好管芯的PCB板對位粘合，然後固化即成。反射罩式又分為空封和實封兩種
，前者采用散射劑與染料的環氧樹脂，多用於單位
、雙位器件;後(hou)者(zhe)上(shang)蓋(gai)濾(lv)色(se)片(pian)與(yu)勻(yun)光(guang)膜(mo)，並(bing)在(zai)管(guan)芯(xin)與(yu)底(di)板(ban)上(shang)塗(tu)透(tou)明(ming)絕(jue)緣(yuan)膠(jiao)，提(ti)高(gao)出(chu)光(guang)效(xiao)率(lv)，一(yi)般(ban)用(yong)於(yu)四(si)位(wei)以(yi)上(shang)的(de)數(shu)字(zi)顯(xian)示(shi)。單(dan)片(pian)集(ji)成(cheng)式(shi)是(shi)在(zai)發(fa)光(guang)材(cai)料(liao)晶(jing)片(pian)上(shang)製(zhi)作(zuo)大(da)量(liang)七(qi)段(duan)數(shu)碼(ma)顯(xian)示(shi)器(qi)圖(tu)形(xing)管(guan)芯(xin)
，然(ran)後(hou)劃(hua)片(pian)分(fen)割(ge)成(cheng)單(dan)片(pian)圖(tu)形(xing)管(guan)芯(xin)，粘(zhan)結(jie)
、壓焊、封裝帶透鏡(俗稱魚眼透鏡)的外殼。單條七段式將已製作好的大麵積LED芯片，劃割成內含一隻或多隻管芯的發光條，如此同樣的七條粘結在數碼字形的可伐架上
，經壓焊、環氧樹脂封裝構成。單片式
、單條式的特點是微小型化，可采用雙列直插式封裝
，大多是專用產品。LED光柱顯示器在106mm長度的線路板上
，安置101隻管芯(最多可達201隻管芯)，屬於高密度封裝，利用光學的折射原理，使點光源通過透明罩殼的13-15條光柵成像，完成每隻管芯由點到線的顯示
，封裝技術較為複雜。

半導體pn結的電致發光機理決定LED不可能產生具有連續光譜的白光，同時單隻LED也不可能產生兩種以上的高亮度單色光，隻能在封裝時借助熒光物質，藍或紫外LED管芯上塗敷熒光粉，間接產生寬帶光譜

，合成白光;或采用幾種(兩種或三種、多種)發不同色光的管芯封裝在一個組件外殼內

，通過色光的混合構成白光LED。這兩種方法都取得實用化
，日本2000年生產白光LED達1億隻，發展成一類穩定地發白光的產品
，並將多隻白光LED設計組裝成對光通量要求不高，以局部裝飾作用為主，追求新潮的電光源。