超大功率发光二极管封装一般采用阵列板上芯片封装形式。
随着发光二极管功率和光效的提高,其应用迅速普及,发光二极管所面临的散热问题也越发严重。如果封装热管理设计不当,使得发光二极管芯片结温过高,则有可能使器件效率降低、光效降低,并影响器件的光学性能,甚至导致器件寿命缩短或永久性损坏。灯具外壳结构上的改进所提升的散热效果已趋近饱和,良好的功率型发光二极管热管理设计要求更好散热效果的热管理结构、材料和工艺方法等。常规封装方式有直插式封装(through-hole package,THP)、表面安装器件(surface mount device,SMD)封装和板上芯片(chip on board,COB)封装等。与THP、SMD封装相比,COB封装不仅能够节约空间、简化封装作业,而且还能通过基板直接散热,从而实现更高效的热管理方式。此外,COB封装不需要回流焊,从而可以避免高温对芯片造成损伤。同时,由于不需要购买贴片机和焊接等设备,也降低了成本。因此,一般的超大功率发光二极管器件都是基于COB封装开发的。
超大功率发光二极管COB封装的研究主要分为3个方面:①基板研究。包括陶瓷材料与金属材料的对比分析。②固晶材料和工艺研究。陶瓷基板的COB封装在散热性能以及散热优化空间上均要优于金属基板;当采用氮化铝基板并利用银胶固晶封装时,其热阻低于2℃/W即可满足发光二极管的散热需求。③开发前端散热相关技术,降低高光密度下的热产生和散热问题。