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市場需求與技術(shù)進(jìn)步是LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大動力,過去因?yàn)楫a(chǎn)品良率和生產(chǎn)成本的原因,覆晶LED技術(shù)只被少數(shù)廠商作為主力產(chǎn)品,隨著LED市場的激烈爭奪,不少廠商為殺出重圍開始投入覆晶LED。
目前封裝技術(shù)可分為正裝與覆晶,而覆晶又可分為有引線和無引線兩種,它們都各自有優(yōu)缺點(diǎn):
【正裝芯片封裝】采用銀膠或白膠將芯片固定在基板上,通過引線實(shí)現(xiàn)電氣連接。銀膠或白膠含環(huán)氧樹脂,長期環(huán)境穩(wěn)定性較差,其熱阻較高,在LED長時(shí)間通電過程中粘接力逐漸變差,易導(dǎo)致LED壽命縮短;且引線很細(xì),耐大電流沖擊能力較差,僅能承受10g左右的作用力,當(dāng)受到冷熱沖擊時(shí),因各種封裝材料的熱失配,易導(dǎo)致引線斷裂從而引起LED失效。
優(yōu)點(diǎn):①芯片制備工藝成熟;②封裝工藝比較成熟。
缺點(diǎn):①電極、焊點(diǎn)、引線遮光;②熱傳導(dǎo)途徑很長:藍(lán)寶石粘結(jié)膠支架金屬基板;③熱傳導(dǎo)系數(shù)低:藍(lán)寶石熱傳導(dǎo)率為20W / (m·K)、粘結(jié)膠熱傳導(dǎo)率為2W/ (m·K);④熱積累影響芯片和熒光粉可靠性。
【有引線覆晶封裝】通過導(dǎo)熱粘結(jié)膠將LED倒裝芯片固定在基板上,再利用金線進(jìn)行電氣連接。其中倒裝芯片是通過植金球的方式將LED正裝芯片倒裝在硅(S i)襯底基板上,并在S i襯底上制備電極,形成倒裝芯片。
優(yōu)點(diǎn):①藍(lán)寶石襯底向上,無電極、焊點(diǎn)、引線遮光,出光效率提升;②傳熱效果較好,易傳導(dǎo)。
缺點(diǎn):①熱傳導(dǎo)途徑較長:金屬焊點(diǎn)→硅基板→導(dǎo)熱粘結(jié)膠→支架熱沉;②有引線連接,大電流承受能力有限,存在引線虛焊引起的可靠性問題。
【無引線覆晶封裝】通過共晶/回流焊接技術(shù)將電極接觸面鍍層為錫(Sn)或金(Au)-錫等合金的水平電極芯片直接焊接于鍍有金或銀的基板上,既可固定芯片,又可電氣連接和熱傳導(dǎo)。
優(yōu)點(diǎn):①無電極、焊點(diǎn)、引線遮光;②無引線阻礙,可實(shí)現(xiàn)平面涂覆熒光粉及超薄封裝;③電氣連接為面接觸,可耐大電流沖擊;④熱傳導(dǎo)途徑短:金錫焊點(diǎn)→氮化鋁陶瓷/金屬基板;⑤金屬界面導(dǎo)熱系數(shù)更高,熱阻更小;⑥完全擺脫引線和粘結(jié)膠的束縛,表現(xiàn)出優(yōu)異的力、熱、光、電性能。
隨著外延、芯片制備技術(shù)發(fā)展及IC芯片級微封裝技術(shù)在LED中的應(yīng)用,基于覆晶的無引線封裝技術(shù)將成為未來引領(lǐng)市場的一種LED封裝新技術(shù)。
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