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板上直接发光二极管封装

/on board directly light emitting diode package/
条目作者杨华

杨华

最后更新 2023-08-01
浏览 184
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在电路板上直接封装发光二极管芯片的发光二极管的封装技术和产品。

英文名称
on board directly light emitting diode package
所属学科
电子科学与技术

板上直接发光二极管封装简化了先制作发光二极管封装体再焊接到电路板上的工艺,能够有效降低热阻,提高封装集成度,减少外部电路连线,是大功率发光二极管的普遍应用形式之一。

由于芯片结温的高低直接影响到发光二极管出光效率、色度漂离和器件寿命等参数,因此,提高封装器件散热能力、降低芯片温度成为大功率发光二极管结构设计中亟须解决的关键技术环节。针对大功率发光二极管的封装散热难题,国内外设计者在器件结构和材料等方面对器件的热系统进行优化设计,如在封装结构上采用芯片倒装、导热槽和微流阵列等结构;挑选合适的基板材料和黏结材料,以降低器件热阻。

为实现发光二极管器件工作的稳定性、可靠性,板上芯片(chip on board,COB)封装技术被引入发光二极管封装工艺中。采用COB封装技术后,发光二极管芯片可以直接封装在基板上,不用像单个功率型发光二极管器件另外加工芯片热沉、电极引线框架以及塑料外壳等,简化发光二极管封装工艺,缩短封装流程,节约成本。COB封装技术和高热导率复合材料的结合,其优势更加体现在多芯片封装上,形成多芯片模块组件,有利于提高发光二极管单位封装组件的散热性能,芯片与基板之间无缝连接,可有效地改善芯片的热流通道,提高芯片效能。另外,采用COB制作工艺,兼容于电路板制作流程,技术成熟可靠,可实现大规模量产。由于发光效率高及制造成本低,COB封装发光二极管光源受到很多封装企业的关注。

发光二极管产品的优劣,主要在于其色温、光通量及光效等参数。对于大功率发光二极管COB封装,其封装结构、电流大小以及散热性能都会影响发光二极管的光学性能。若要大量生产COB封装的发光二极管产品,需要解决其散热问题。由于在基板上固定了许多芯片,而且距离特别小,如果电流超过限定参数或者使用时间过长会导致发光二极管芯片产生大量热量,并且热量在芯片内部聚集,热阻较大,由于PN结温度上升,光通量会逐渐降低,光效也会相对降低。所以改变材料、芯片位置、总体结构来增加散热能力会使发光二极管有更长的寿命,更出色的光效。

  • 姜斌,宋国华,缪建文,等.基于板上封装技术的大功率LED热分析.电子元件与材料,2011,30(6):48-52.
  • 徐淳,杨磊,曲士巍,等.COB封装LED的光学性能研究.光电技术应用,2015,30(4):16-19.

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