發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)應(ying)用(yong)在(zai)最(zui)近(jin)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)，而(er)且(qie)市(shi)場(chang)覆(fu)蓋(gai)範(fan)圍(wei)十(shi)分(fen)之(zhi)廣(guang)。從(cong)手(shou)機(ji)相(xiang)機(ji)攝(she)像(xiang)頭(tou)，到(dao)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)指(zhi)示(shi)燈(deng)，聚(ju)光(guang)燈(deng)和(he)頭(tou)燈(deng)
，都(dou)被(bei)選(xuan)擇(ze)應(ying)用(yong)其(qi)上(shang)。因(yin)為(wei)LED燈亮度高，發光效率高而且反應速度快。能耗低，使用壽命長，放熱少，而且可以發出彩光，已經讓白熾燈幾乎退出了市場。

隨著LED效率的不斷提高，產生的每瓦特流明量不斷增大，利用LED進行通用照明變得越來越接近實際。比如在2003年，一個相當於3000流明的熒光燈管需要采用超過1300個效率為30流明/瓦的LED才能獲得相當的效果。但到2005年，獲得同樣的熒光燈管發光效果所需的LED數目減少了20倍，隻需50個左右，每個LED的發光效率為50流明/瓦或者更高，發光強度為60流明。

 
LED照明水平
 

LED生產有四個環節，或著說涉及四個領域。第一個環節稱作產品環節0
，指生產器件本身。第二個環節產品環節1是一級封裝
，這指通過芯片黏附和引線鍵合的方法將器件連接至電源上，形成表麵安裝封裝。第三個環節產品環節2指二級封裝。將多個一級封裝放在一起
，形成像外部信號或室外照明燈應用所需的光輸出。第四個環節產品環節3是對整個係統或解決方案進行係統封裝。

 

一級LED 封裝包括單個LED和複雜的LED矩陣的封裝。在標準的LED陣列中，每個LED被連接至基板電極上。LED可分開處理或連接在一起。這種類型的封裝多數是利用環氧樹脂粘黏芯片。對於高亮度LED應用，如室外照明或尾部投射屏幕照明
，需要采用矩陣結構的LED。在這種結構裏，將LED進行緊密的行與列的排列，以獲得盡可能多的光。圖1是LED矩陣圖，它們一起可發出巨大的流明量。LED的數目和排列緊密程度要求芯片黏附材料的導熱性能良好
，以保持LED盡可能低溫。

 

 

 LED矩陣圖

 

矩陣式LED封裝是生產中許多係統的基礎。它們的新近流行是因為這種結構能獲得更多的流明每瓦功率。不過與單芯片封裝相比，矩陣式LED封裝對於芯片粘合劑和引線鍵合帶來了很大挑戰。高亮度LED應用要求熱傳輸最大
，才能滿足性能要求。

 

封裝高亮度LED
 

矩陣式LED工藝步驟包括材料準備
、芯片的取放、脈衝回流

、清潔
、引線鍵合及測試。下麵的討論將主要集中在脈衝回流(低溫共晶鍵合)和引線鍵合步驟。示例為9 8的290祄LED矩陣
，采用AuSn粘合法。LED在列方向被電氣連接在一起。目的是利用冶金共晶互連將LED和基板連在一起
，根據部件容差(約 1mil的空隙)將LED盡可能緊密地布置。圖2所示為該290祄LED矩陣。

 

 

 引線鍵合前將290微米LED黏附至AuSn上

 

脈衝回流
 

LED封(feng)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)的(de)關(guan)鍵(jian)，是(shi)避(bi)免(mian)在(zai)二(er)極(ji)管(guan)和(he)其(qi)基(ji)板(ban)的(de)共(gong)晶(jing)焊(han)料(liao)處(chu)產(chan)生(sheng)孔(kong)洞(dong)
，產(chan)生(sheng)穩(wen)定(ding)光(guang)傳(chuan)輸(shu)所(suo)需(xu)的(de)熱(re)連(lian)接(jie)和(he)電(dian)連(lian)接(jie)由(you)焊(han)料(liao)完(wan)成(cheng)。共(gong)晶(jing)芯(xin)片(pian)粘(zhan)合(he)劑(ji)將(jiang)二(er)極(ji)管(guan)產(chan)生(sheng)的(de)巨(ju)大(da)熱(re)能(neng)傳(chuan)輸(shu)出(chu)去(qu)
，以(yi)保(bao)持(chi)器(qi)件(jian)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)。控(kong)製(zhi)共(gong)晶(jing)粘(zhan)合(he)工(gong)藝(yi)是(shi)獲(huo)得(de)高(gao)成(cheng)品(pin)率(lv)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)關(guan)鍵(jian)。

 

精確的共晶部件粘合包括二極管的取放
、利用可編程的x、y或z軸方向攪拌對成型前或鍍錫前的器件進行現場回流
，以及可編程脈衝加熱或穩態溫度。要獲得優化的熱傳導焊接jiemian，zhanhegongyidewenduquxianbixushikezhongfude，juyougaowenshangshengsulvdenengli。dangjiemianwendushenggaozhishidangdegongjingwendushi，jiarejizhibixubaochizaishedinghaodewenduxia，wenduguochongyaojinkenengxiao。jingguoyiduanbixudehuiliushijianhou，jiarejizhibixunenggoukongzhilengque，shiduierjiguandesunshangjinkenengxiao
，shidegongjingcailiaonengdadaoyejinxuepingheng。zhezhongpinghengshitongguotongshiyingyongyouyuanredianmaichongjiarehelengqueqitishixiande。

 

LEDjuzhenfengzhuangshiduiwendufeichangmingandegongyi，zaifengzhuangguochengzhongxuyaojinshenkongzhi。xianchanggongjingxinpianzhanhegongyidehuiliuwenduquxiandeshejiyaotigonghengdingderonghuahewukongdongzhanhejiemian。zheduiyujiangreliangcongerjiguanwendingchuanchuhezaiLED工作時保持溫度穩定是必須的。

 

benlicaiyonglejinshuxianjiagumaichongrelianghuiliu。zaimaichongjiarezhouqizhong，liyongyigesifuxitongkongzhideshangshengquxianshiwenducongyurewendushangshengdaohuiliuwendu，yuchuantongdejiarexitongxiangbi
，zheyangwenduguochonghuihendi。wenduquxiandekezhongfuxingduiyugaigongyishihenguanjiande，takejinxingshidangdegongjingjinrun，shikongdongjishaoqiebuhuisunshangLED。所需的溫度曲線取決於基板所使用的材料、jibandechicunhehanliaodechengfen。caiyongzhixudianjidekebianchengquxianjinxingjinrun
，xingchengwenduminglingquxian。gaixitongzaiyinxianjianheguochengzhongzhuaqushijidewenduquxian，juyougongyikezhuisuxing。maichongjiarequxiankongzhishideLED矩陣可進行批回流，降低了整體周期時間和使高溫時間盡可能低，可保護對溫度敏感的LED器件。

 

引線鍵合
 

將LED粘合後

，采用鍵合線完成互連。高密度、高頻率的LED矩陣格式要求LEDcaiyongjinshuxianjinxinghulian。jinguanyouduozhongyinxianjianhefangfa
，ruqiuxinghanhexiexinghan，shiyanshujubiaomingcaiyongqiuxinghanjiejijinxingdelianzhuanghanhuliankehuodezuihaojieguo。duiyubiaozhundeqiuxing/針腳焊，先形成球形，再將引線拉至針腳處鍵合，形成LED的互連。鏈形鍵合是球形 /針腳焊的變體
，針腳並不是終端，在其上又進行了線圈-針腳複合，以完成鏈式引線鍵合組。圖3顯示了利用引線鍵合機進行鏈式焊接，設置一個球-線弧-中間針腳-線弧-中間針腳-線xian弧hu。最zui後hou是shi一yi個ge線xian弧hu針zhen腳jiao，隨sui後hou在zai每mei個ge終zhong端duan針zhen腳jiao上shang形xing成cheng一yi個ge球qiu形xing針zhen腳jiao保bao證zheng連lian接jie。這zhe並bing不bu是shi全quan新xin的de技ji術shu
，但dan通tong過guo材cai料liao選xuan擇ze和he軟ruan件jian工gong具ju對dui其qi做zuo出chu了le進jin一yi步bu開kai發fa。鏈lian形xing焊han使shi得de產chan率lv更geng高gao，因yin為wei它ta形xing成cheng標biao準zhun球qiu形xing焊han不bu必bi要yao形xing成cheng無wu空kong氣qi球qiu體ti。此ci外wai由you於yu鏈lian形xing焊han針zhen腳jiao圖tu形xing
，存cun在zai的de光guang閉bi塞sai會hui較jiao少shao，並bing且qie拉la力li測ce試shi結jie果guo證zheng明ming它ta具ju有you更geng好hao的de拉la拔ba強qiang度du。

 

 

 具有安全連接的鏈狀焊

 

獲得高密度
，高亮度的LED。

難點：

由於熱的高濃度要求以及要求高頻引線鍵合諒解，其結構對封裝結構有挑戰。

解決方式：

在LED密(mi)集(ji)的(de)區(qu)域(yu)中(zhong)心(xin)精(jing)確(que)放(fang)置(zhi)鍵(jian)合(he)線(xian)，這(zhe)種(zhong)連(lian)接(jie)擁(yong)有(you)穩(wen)定(ding)的(de)弧(hu)線(xian)形(xing)狀(zhuang)，並(bing)且(qie)因(yin)為(wei)有(you)較(jiao)大(da)的(de)熱(re)擾(rao)動(dong)，連(lian)接(jie)強(qiang)度(du)應(ying)該(gai)足(zu)夠(gou)強(qiang)
，以(yi)承(cheng)受(shou)機(ji)械(xie)衝(chong)擊(ji)和(he)應(ying)力(li)。
 

封裝工藝三個關鍵步驟。
 

1.第一個步驟是高度精確地取放芯片，以在LED的幾何公差範圍內實現矩陣式LED應用。

2.有必要應用脈衝加熱控製批共晶回流芯片粘合工藝進行組裝生產、LED保護以及較好的熱導性，同時提供高質量和低風險性能。

3.鏈式連接為所有的LED提供極好的的陣列電氣和機械連接。采用這些封裝工藝可獲得高亮度效果，同時還實現散熱和最大的出光效率。

相關閱讀：
LED驅動電源知識集錦
，看你知道多少
第二講：LED驅動電源拓撲結構如何選擇
？
如何用PTC熱敏電阻實現LED照明設備過熱保護？