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發(fā)光二極管資料一、生產(chǎn)工藝1.工藝:
a)清洗:采用超聲波清洗PCB或LED支架,并烘干。
b)裝架:在LED管芯(大圓片)底部電極備上銀膠后進(jìn)行擴(kuò)張,將擴(kuò)張后的管芯(大圓片)安置在刺晶臺(tái)上,在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個(gè)一個(gè)安裝在PCB或LED支架相應(yīng)的焊盤(pán)上,隨后進(jìn)行燒結(jié)使銀膠固化。
c)壓焊:用鋁絲或金絲焊機(jī)將電極連接到LED管芯上,以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的,一般采用鋁絲焊機(jī)。(制作白光TOP-LED需要金線焊機(jī))
d)封裝:通過(guò)點(diǎn)膠,用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護(hù)起來(lái)。在PCB板上點(diǎn)膠,對(duì)固化后膠體形狀有嚴(yán)格要求,這直接關(guān)系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔(dān)點(diǎn)熒光粉(白光LED)的任務(wù)。
e)焊接:如果背光源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED,則在裝配工藝之前,需要將LED焊接到PCB板上。
f)切膜:用沖床模切背光源所需的各種擴(kuò)散膜、反光膜等。
g)裝配:根據(jù)圖紙要求,將背光源的各種材料手工安裝正確的位置。
h)測(cè)試:檢查背光源光電參數(shù)及出光均勻性是否良好。包裝:將成品按要求包裝、入庫(kù)。二、封裝工藝1.LED的封裝的任務(wù)
是將外引線連接到LED芯片的電極上,同時(shí)保護(hù)好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。2.LED封裝形式
LED封裝形式可以說(shuō)是五花八門(mén),主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相應(yīng)的外形尺寸,散熱對(duì)策和出光效果。LED按封裝形式分類(lèi)有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。3.LED封裝工藝流程4.封裝工藝說(shuō)明1.芯片檢驗(yàn)鏡檢:材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑(lockhill)
芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求
電極圖案是否完整2.擴(kuò)片由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利于后工序的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對(duì)黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張,是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張,但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問(wèn)題。3.點(diǎn)膠在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。(對(duì)于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底,具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對(duì)于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來(lái)固定芯片。)工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制,在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。
由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時(shí)間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。4.備膠和點(diǎn)膠相反,備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電極上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點(diǎn)膠,但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。5.手工刺片將擴(kuò)張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺(tái)的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個(gè)一個(gè)刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動(dòng)裝架相比有一個(gè)好處,便于隨時(shí)更換不同的芯片,適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品.6.自動(dòng)裝架自動(dòng)裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠(點(diǎn)膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點(diǎn)上銀膠(絕緣膠),然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動(dòng)位置,再安置在相應(yīng)的支架位置上。自動(dòng)裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程,同時(shí)對(duì)設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對(duì)LED芯片表面的損傷,特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎?huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。7.燒結(jié)燒結(jié)的目的是使銀膠固化,燒結(jié)要求對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控,防止批次性不良。
銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃,燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170℃,1小時(shí)。
絕緣膠一般150℃,1小時(shí)。
銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(shí)(或1小時(shí))打開(kāi)更換燒結(jié)的產(chǎn)品,中間不得隨意打開(kāi)。燒結(jié)烘箱不得再其他用途,防止污染。8.壓焊壓焊的目的將電極引到LED芯片上,完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過(guò)程,先在LED芯片電極上壓上第一點(diǎn),再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方,壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過(guò)程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)球,其余過(guò)程類(lèi)似。壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點(diǎn)形狀,拉力。
對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問(wèn)題,如金(鋁)絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀(鋼嘴)選用、劈刀(鋼嘴)運(yùn)動(dòng)軌跡等等。(下圖是同等條件下,兩種不同的劈刀壓出的焊點(diǎn)微觀照片,兩者在微觀結(jié)構(gòu)上存在差別,從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量。)我們?cè)谶@里不再累述。9.點(diǎn)膠封裝LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)材料的選型,選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。(一般的LED無(wú)法通過(guò)氣密性試驗(yàn))如右圖所示的TOP-LED和Side-LED適用點(diǎn)膠封裝。手動(dòng)點(diǎn)膠封裝對(duì)操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)膠量的控制,因?yàn)榄h(huán)氧在使用過(guò)程中會(huì)變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問(wèn)題。10.灌膠封裝
Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過(guò)程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環(huán)氧固化后,將LED從模腔中脫出即成型。11.模壓封裝
將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空,將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED成型槽中并固化。功率型LED的熱特性直接影響到LED的工作溫度、發(fā)光效率、發(fā)光波長(zhǎng)、使用壽命等,因此,對(duì)功率型LED芯片的封裝設(shè)計(jì)、制造技術(shù)更顯得尤為重要。7LED發(fā)展及應(yīng)用前景近幾年,LED的發(fā)光效率增長(zhǎng)100倍,成本下降10倍,廣泛用于大面積圖文顯示全彩屏,狀態(tài)指示、標(biāo)志照明、信號(hào)顯示、液晶顯示器的背光源,汽車(chē)組合尾燈及車(chē)內(nèi)照明等等方面,其發(fā)展前景吸引全球照明大廠家都先后加入LED光源及市場(chǎng)開(kāi)發(fā)中。極具發(fā)展與應(yīng)用前景的是白光LED,用作固體照明器件的經(jīng)濟(jì)性顯著,且有利環(huán)保,正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈,世界年增長(zhǎng)率在20%以上,美、日、歐及中國(guó)臺(tái)灣省均推出了半導(dǎo)體照明計(jì)劃。目前,普通白光LED發(fā)光效率251m/W,專(zhuān)家預(yù)計(jì)2005年可能超過(guò)3001m/W。功率型LED優(yōu)異的散熱特性與光學(xué)特性更能適應(yīng)普通照明領(lǐng)域,被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是LED進(jìn)入照明市場(chǎng)的必由之路。為替代熒光燈、白光LED必須具有150—2001m/W的光效,且每Im的價(jià)格應(yīng)明顯低于0.015/Im(現(xiàn)價(jià)約0.25$/Im,紅LED為0.065/Im),要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)仍有很多技術(shù)問(wèn)題需要研究,但克服解決這些問(wèn)題并不是十分遙遠(yuǎn)的事。按固體發(fā)光物理學(xué)原理,LED的發(fā)光效率能近似100%,因此,LED被譽(yù)為21世紀(jì)新光源,有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源。8結(jié)束語(yǔ)國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)中有20余家上、中游研制及生產(chǎn)單位和150余家后道封裝企業(yè),高端封裝產(chǎn)品還未見(jiàn)推向市場(chǎng)。目前,完成GaN基藍(lán)綠光LED中游工藝技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究,力爭(zhēng)在短期內(nèi)使產(chǎn)品的性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同時(shí)期同類(lèi)產(chǎn)品的水平,力爭(zhēng)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到月產(chǎn)10kk的生產(chǎn)能力,開(kāi)發(fā)白光照明光源用的功率型LED芯片等新產(chǎn)品??萍疾繉⑼度?000萬(wàn)元資金,啟動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程,注意終端產(chǎn)品,先從特種產(chǎn)品做起,以汽車(chē)、城市景觀照明作為市場(chǎng)突破口,把大功率、高亮度LED放在突出位置,它的成果將要服務(wù)于北京奧運(yùn)會(huì)和上海世博會(huì)。無(wú)庸質(zhì)疑,產(chǎn)業(yè)鏈中的襯底、外延、芯片、封裝、應(yīng)用需共同發(fā)展,多方互動(dòng)培植,封裝是產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下部分,需要關(guān)注與重視。
高亮度LED之封裝光通原理技術(shù)分析:編者按:毫無(wú)疑問(wèn)的,這個(gè)世界需要高亮度發(fā)光二極管(HighBrightnessLight-EmittingDiode;HBLED),不僅是高亮度的白光LED(HBWLED),也包括高亮度的各色LED,且從現(xiàn)在起的未來(lái)更是積極努力與需要超高亮度的LED(UltraHighBrightnessLED,簡(jiǎn)稱(chēng):UHDLED)。用LED背光取代手持裝置原有的EL背光、CCFL背光,不僅電路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)潔容易,且有較高的外力抗受性。用LED背光取代液晶電視原有的CCFL背光,不僅更環(huán)保而且顯示更逼真亮麗。用LED照明取代白光燈、鹵素?zé)舻日彰?,不僅更光亮省電,使用也更長(zhǎng)效,且點(diǎn)亮反應(yīng)更快,用于煞車(chē)燈時(shí)能減少后車(chē)追撞率。所以,LED從過(guò)去只能用在電子裝置的狀態(tài)指示燈,進(jìn)步到成為液晶顯示的背光,再擴(kuò)展到電子照明及公眾顯示,如車(chē)用燈、交通號(hào)志燈、看板訊息跑馬燈、大型影視墻,甚至是投影機(jī)內(nèi)的照明等,其應(yīng)用仍在持續(xù)延伸。更重要的是,LED的亮度效率就如同摩爾定律(Moore'sLaw)一樣,每24個(gè)月提升一倍,過(guò)去認(rèn)為白光LED只能用來(lái)取代過(guò)于耗電的白熾燈、鹵素?zé)?,即發(fā)光效率在10~30lm/W內(nèi)的層次,然而在白光LED突破60lm/W甚至達(dá)100lm/W后,就連熒光燈、高壓氣體放電燈等也開(kāi)始感受到威脅。雖然LED持續(xù)增強(qiáng)亮度及發(fā)光效率,但除了最核心的熒光質(zhì)、混光等專(zhuān)利技術(shù)外,對(duì)封裝來(lái)說(shuō)也將是愈來(lái)愈大的挑戰(zhàn),且是雙重難題的挑戰(zhàn),一方面封裝必須讓LED有最大的取光率、最高的光通量,使光折損降至最低,同時(shí)還要注重光的發(fā)散角度、光均性、與導(dǎo)光板的搭配性。另一方面,封裝必須讓LED有最佳的散熱性,特別是HB(高亮度)幾乎意味著HP(HighPower,高功率、高用電),進(jìn)出LED的電流值持續(xù)在增大,倘若不能良善散熱,則不僅會(huì)使LED的亮度減弱,還會(huì)縮短LED的使用壽命。所以,持續(xù)追求高亮度的LED,其使用的封裝技術(shù)若沒(méi)有對(duì)應(yīng)的強(qiáng)化提升,那么高亮度表現(xiàn)也會(huì)因此打折,因此本文將針對(duì)HBLED的封裝技術(shù)進(jìn)行更多討論,包括光通方面的討論,也包括熱導(dǎo)方面的討論。附注:大陸方面稱(chēng)為「發(fā)光二極管」。
附注:一般而言,HBLED多指8lm/W(每瓦8流明)以上的發(fā)光效率。
附注:一般而言,HPLED多指用電1W(瓦)以上,功耗瓦數(shù)以順向?qū)妷撼艘皂樝驅(qū)娏鳎╒f×If,f=forward)求得。■裸晶層:「量子井、多量子井」提升「光轉(zhuǎn)效率」雖然本文主要在談?wù)揕ED封裝對(duì)光通量的強(qiáng)化,但在此也不得不先說(shuō)明更深層核心的裸晶部分,畢竟裸晶結(jié)構(gòu)的改善也能使光通量大幅提升。首先是強(qiáng)化光轉(zhuǎn)效率,這也是最根源之道,現(xiàn)有LED的每瓦用電中,僅有15%~20%被轉(zhuǎn)化成光能,其余都被轉(zhuǎn)化成熱能并消散掉(廢熱),而提升此一轉(zhuǎn)換效率的重點(diǎn)就在p-n接面(p-njunction)上,p-n接面是LED主要的發(fā)光發(fā)熱位置,透過(guò)p-n接面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變可提升轉(zhuǎn)化效率。
▲量子井(QuantumWell;QW)的結(jié)構(gòu)圖。(郭長(zhǎng)佑制圖)關(guān)于此,目前多是在p-n接面上開(kāi)鑿量子井(QuantumWell;QW),以此來(lái)提升用電轉(zhuǎn)換成光能的比例,更進(jìn)一步的也將朝更多的開(kāi)鑿數(shù)來(lái)努力,即是多量子井(MultipleQuantumWell;MQW)技術(shù)?!雎憔樱骸笓Q料改構(gòu)、光透光折」拉高「出光效率」如果光轉(zhuǎn)效率難再要求,進(jìn)一步的就必須從出光效率的層面下手,此層面的作法相當(dāng)多,依據(jù)不同的化合材料也有不同,目前HBLED較常使用的兩種化合材料是AlGaInP及GaN/InGaN,前者用來(lái)產(chǎn)生高亮度的橘紅、橙、黃、綠光,后者GaN用來(lái)產(chǎn)生綠、翠綠、藍(lán)光,以及用InGaN產(chǎn)生近紫外線、藍(lán)綠、藍(lán)光。至于作法有哪些?這包括改變實(shí)體幾何結(jié)構(gòu)(橫向轉(zhuǎn)成垂直)、換用基板(substrate,也稱(chēng):襯底)的材料、加入新的材料層、改變材料層的接合方式、不同的材料表面處理等。不過(guò),無(wú)論如何變化,大體都不脫兩個(gè)要?jiǎng)t:一、降低遮蔽、增加光透率。二、強(qiáng)化光折射、反射的利用率。舉例來(lái)說(shuō),過(guò)去AlGaInP的LED,其基板所用的材料為GaAs,然黑色表面的GaAs使p-n接面散發(fā)出的光有一半被遮擋吸收,造成光能的浪費(fèi),因此改用透明的GaP材料來(lái)做基板。又如日本日亞化學(xué)工業(yè)(Nichia)在GaN的LED中,將p型電極(ptype)部分做成網(wǎng)紋狀(MeshPattern),以此來(lái)增加p極的透明度,減少光阻礙同時(shí)提升光透量。至于增加折反射上,在AlGaInP的結(jié)構(gòu)中增加一層DBR(DistributedBraggReflector)反射層,將另一邊的光源折向同一邊。GaN方面則將基板材料換成藍(lán)寶石(Sapphire,Al2O3,三氧化二鋁)來(lái)增加反射,同時(shí)將基板表面設(shè)計(jì)成凹凸紋狀,藉此增加光反射后的散射角度,進(jìn)而使取光率提升?;蛉绲聡?guó)歐司朗(OSRAM)使用SiC材料的基板,并將基板設(shè)計(jì)成斜面,也有助于增加反射,或加入銀質(zhì)、鋁質(zhì)的金屬鏡射層。
▲亮度提升的LED已經(jīng)跨足到公眾場(chǎng)合的號(hào)志應(yīng)用,此為國(guó)內(nèi)工地外圍的交通方向指示燈,即是用HBLED所組構(gòu)成。(郭長(zhǎng)佑攝影)附注:AlGaInP(磷化鋁鎵銦)也稱(chēng)為「四元發(fā)光材料」,即是以Al、Ga、In、P四種元素化合而成。
附注:在一般的圖形結(jié)構(gòu)解說(shuō)時(shí),p-n接面也稱(chēng)為「發(fā)光層,emittinglayer或activelayer、activeregion」。
附注:除了減少光遮、增加反射外,有時(shí)換用不同技術(shù)的用意是在于規(guī)避其它業(yè)者已申請(qǐng)的專(zhuān)利。
▲各種AlGaInPLED的發(fā)光效能強(qiáng)化法,由左至右為技術(shù)先進(jìn)度的差別,最左為最基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的LED幾何結(jié)構(gòu),接著開(kāi)始加入DBR(DistributedBraggReflector)反射層,再來(lái)是有DBR后再加入電流局限(CurrentBlocking)技術(shù),而最右為晶元光電的OMA(Omni-directionalMirrorAdherence)全方位鏡面接合技術(shù),該技術(shù)也將基板材質(zhì)從GaAs換成Si。(圖片來(lái)源:晶元光電)
▲對(duì)GaN、InGaN化合材料的LED而言,也有其自有的一套制程結(jié)構(gòu)光通強(qiáng)化法,以德國(guó)OSRAM來(lái)說(shuō),1999年還在使用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),2002年就進(jìn)展到ATON結(jié)構(gòu),2003年換成更佳的NOTA結(jié)構(gòu),2005年則是ThinGaN結(jié)構(gòu)。(圖片來(lái)源:晶元光電)■封裝層:抗老化黃光、透光率保衛(wèi)戰(zhàn)從裸晶層面努力增加光亮后,接著就正式從封裝層面接手,務(wù)使光通維持最高、光衰減至最少。要有高的流明保持率(Transmittance,透光率、穿透率,以百分比單位表示),第一步是封裝材質(zhì),過(guò)去LED最常用的是環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy),不過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂老化后會(huì)逐漸變黃(因「苯環(huán)」成份),進(jìn)而影響光亮顏色,尤其波長(zhǎng)愈低時(shí)老化愈快,特別是部分WLED使用近紫外線(Nearultraviolet)發(fā)光,與其它可見(jiàn)光相比其波長(zhǎng)又更低,老化更快。新的提案是用硅樹(shù)脂(silicone)換替環(huán)氧樹(shù)脂,例如美國(guó)Lumileds公司的Luxeon系列LED即是改采硅封膠。使用硅膠的不只是LumiledsLuxeon,其它業(yè)者也都有硅膠方案,如通用電氣.東芝(GEToshiba)公司的InvisiSi1,東麗.道康寧(DowCoringToray)的SR7010等也都是LED的硅膠封裝方案。硅膠除了對(duì)低波長(zhǎng)有較佳的抗受性、較不易老化外,硅膠阻隔近紫外線使其不外泄也是對(duì)人體健康的一種保護(hù),此外硅膠的光透率、折射率、耐熱性都很理想,GEToshiba的InvisiSi1具有高達(dá)1.5~1.53的折射率,波長(zhǎng)范疇在350nm~800nm間的光透率達(dá)95%,且波長(zhǎng)低至300nm時(shí)仍有75%~80%的光透,或者與折射率進(jìn)行取舍,將折射率降至1.41,如此即便是300nm波長(zhǎng)也能維持95%的光透性。同樣的,DowCoringToray的SR7010在405nm波長(zhǎng)以上時(shí)光透率達(dá)99%,且硬化處理后折射率亦有1.51,另外耐熱上也都能達(dá)180℃~200℃此外,也有業(yè)者提出所謂的無(wú)樹(shù)脂封裝,即是用玻璃來(lái)作為外套保護(hù),或如日本京瓷(Kyocera)提出的陶瓷封裝,都是為了抗老化而提出,其中陶瓷也有較佳的耐熱效果。
▲LumiledsLighting公司的Luxeon系列LED(InGaN)的橫切面圖,從圖中可知Luxeon用硅封裝進(jìn)行裸晶防護(hù),而非傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂。(圖片來(lái)源:L)
▲隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng),LED的光通量也會(huì)逐漸降低,圖中是兩個(gè)LED的壽命光通量曲線比較,下方藍(lán)色線為一般5mm的WLED指示燈,上方紅色線則是高功率LED照明燈。(圖片來(lái)源:L)附注:另一個(gè)加速環(huán)氧樹(shù)脂老化變黃的因素來(lái)自溫度,高溫會(huì)加速老化?!龇庋b層:透鏡的透射反射杯的反射、折射前述的封裝主要在于保護(hù)LED裸晶,并在保護(hù)之余盡可能讓光熱忠實(shí)向外傳遞,接下來(lái)還是在封裝層面,不過(guò)不再是內(nèi)覆的Resin部分,而是外蓋的Lens部分。在用膠封裝完后,依據(jù)LED的不同用途會(huì)有各種不同的接續(xù)作法,例如做成一個(gè)一個(gè)的獨(dú)立封裝組件,過(guò)去最典型的單顆LED指示燈即是如此,另一種則是將多個(gè)LED并成一個(gè)整體性組件,如七段顯示器、點(diǎn)陣型顯示器等。此外焊接腳位方面也有兩種區(qū)分,即穿孔技術(shù)(Through-HoleTechnology;THT)及表面黏著技術(shù)(Surface-MountTechnology;SMT)。在此暫且不談?wù)撊杭缘钠叨物@示器、點(diǎn)陣型顯示器,而就逐一獨(dú)立、分離、離散性的封裝來(lái)說(shuō),也要因應(yīng)不同的應(yīng)用而有不同的封裝外觀,若是與過(guò)往LED相同是做為穿孔性焊接的狀態(tài)指示燈則只要采行燈泡(Lamp)型態(tài)的封裝(今日也多俗稱(chēng)成「炮彈型」),即便確定是此型也還有透鏡型態(tài)(LensType)的區(qū)別,如典型Lamp、卵橢圓Oval、超卵橢圓SuperOval、平直Flat等。而若是表面黏著型,也有頂視TopView、邊視SideView、圓頂Dome等。為何要有各種不同的透鏡外型?其實(shí)也有各自的應(yīng)用需求,就一般而言,Lamp用來(lái)做指示燈號(hào)、Oval用于戶(hù)外標(biāo)示或號(hào)志、TopView用來(lái)做直落式的背光、Flat與SideView配合導(dǎo)光板(GuidePlate:LGP)做側(cè)邊入光式的背光、Dome做為小型照明燈泡、小型閃光燈等。外型不同、應(yīng)用不同,發(fā)光的可視角度(ViewAngle)也就不同,此部分也就再次考驗(yàn)封裝設(shè)計(jì),運(yùn)用不同的設(shè)計(jì)方式,可以獲得不同的發(fā)光角度、光強(qiáng)度、光通量,此方面常見(jiàn)的作法有四:中軸透鏡Axiallens、平直透鏡Flatlens、反射杯Reflectivecup、島塊反射杯Reflectivecupbyisland。一般的Lamp用的即是中軸透鏡法,Dome及Oval/SuperOval等也類(lèi)似,但Oval/SuperOval的光亮比Lamp更集中在軸向的小角度內(nèi)。而Flat則是用平直透鏡法,好處是光視角比中軸透鏡法更大,但缺點(diǎn)是光通量降低、光強(qiáng)度減弱。至于TopView、SideView等則多用反射杯或島塊反射杯,此作法是在封裝內(nèi)加入反射鏡,對(duì)部分發(fā)散角度的光束進(jìn)行反射、折射等收斂動(dòng)作,使角度與光強(qiáng)度能取得平衡。
▲日亞化學(xué)工業(yè)(Nichia)的5mm白光LED,圖中可見(jiàn)炮彈(Lamp)型封裝內(nèi)部也使用碗狀的反射杯(Reflectivecup)設(shè)計(jì)來(lái)強(qiáng)化光照角度及強(qiáng)度。(圖片來(lái)源:Ledstyles.de)就技術(shù)難易來(lái)說(shuō),只用上透鏡的Axiallens、Flatlens確實(shí)較為簡(jiǎn)易,只要考慮透射與光束發(fā)散性,相對(duì)的有Reflectivecup就不同了,原有的透射、發(fā)散一樣要考慮,還要追加考慮反射、折射以及光束收斂,確實(shí)更加復(fù)雜。還有,我們還沒(méi)討論材質(zhì),透鏡部分除了可持續(xù)用原有的覆膠材質(zhì)外也可以改用其它材質(zhì),因?yàn)橥哥R已較為講究光透而較不講究裸晶防護(hù),如此還可采行塑料(
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