各種電子封裝工藝技術(shù)

DOCDOC一直是近年來的研究熱點，特別是白光電子封裝更是研究熱點中2.加強散熱，以降低芯片結(jié)溫，提高性能；3.光學控制，提高出//40電子封裝先后經(jīng)歷了支架式(LampLED)、貼片式(SMDLED)、功率LED(PowerLED)等開展階段。隨著芯片功率的增大，特別是固態(tài)照明技術(shù)開展的需求，對電子封裝的光學、熱學、電學和機械提高出光效率，必須采用全新的技術(shù)思路來進展電子封裝設(shè)計。二、電子封裝關(guān)鍵技術(shù)1LED裝的需要對芯片結(jié)構(gòu)進展調(diào)整，從而延長了電子產(chǎn)品研發(fā)周期和工藝本錢，有時甚至不可能。具體而言，電子封裝的關(guān)鍵技術(shù)包括：〔一〕低熱阻電子封裝工藝80熱界面材料〕與工藝、熱沉設(shè)計等。電子封裝熱阻主要包括材料〔散熱基板和熱沉結(jié)構(gòu)〕內(nèi)部熱阻和界面熱阻。散熱基板的作用就是吸收芯片產(chǎn)生的熱量，并傳導到熱沉上，實現(xiàn)與外界的熱交換。常用的散熱基板材料包括硅、金NichiaLEDCuW1mmCuW2〔a并開發(fā)了相應(yīng)的電子封裝技術(shù)。該技術(shù)首先制備出適于共晶焊的芯片和相應(yīng)的陶瓷基板，然后將芯片與基板直接焊接在一起。由于該基板上集成了共晶焊層、靜電保護電路、驅(qū)動電路與控制補償電路，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且由于材料熱導率高，熱界面少，大大.dianzifengzhuang.提高了散熱性能，為陣列電子封裝提出了CurmilkAlNCu〕在高溫高壓下燒結(jié)而成，沒有2〔bAlN研究說明，電子封裝界面對熱阻影響也很大，如果不能正確處理界面，就難以獲得良好的散熱效果。例如，室溫下接觸良好的界面在高溫下可能存在界面間隙，基板的翹曲也可能會影響鍵合和局部的散熱。改善電子封裝的關(guān)鍵在于減少界面和界面接觸熱阻，增強散熱。因此，芯片和散熱基板間的熱界面材料〔TIMTIM0.5-2.5W/mK，致使界面熱阻很高。而采用低可大大降低界面熱阻。〔二〕高取光率電子封裝結(jié)構(gòu)與工藝在使用過程中，輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子在向外發(fā)射時產(chǎn)生的損失，主要包括三個方面：芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷以與材料的吸收；光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失；以與由于入射角大于全反射臨界角而引起的全反射損失。因此，很多光線無法從芯片中出射到外部。通過在芯片外表涂覆一層折射率相對較高的透明膠層(灌封膠)，由于該膠層處于芯片和空氣之間，從而有效減少了光子在界面的損失，提高了取光效率。此外，灌封膠的作用還包括對芯片進展機械保護，應(yīng)力釋放，并作為一種光導結(jié)構(gòu)。因此，要求其透光率高，折射率高，熱穩(wěn)定性好，流動性好，易硅膠由于具有透光率高，折射率大，熱穩(wěn)定性好，應(yīng)力小，吸濕性低等特點，明顯優(yōu)于環(huán)氧樹脂，在電子封裝中得到廣泛應(yīng)用，但本錢較高。研究說明，提高硅膠折射率可有效減少折射率物理屏障帶來的光子損失，提高外量子效率，但硅膠性能受環(huán)境溫度影響較大。隨著溫度升高，硅膠內(nèi)部的熱應(yīng)力加大，導致硅膠的折射率降低，從而影響光效和光強分布。熒光粉的作用在于光色復(fù)合，形成白光。其特性主要包括粒發(fā)光效率和轉(zhuǎn)換效率是關(guān)鍵。研究說明，隨著溫度上升，熒光粉1um1.5光粉顆粒尺寸遠大于光散射極限〔30nm〕，因而在熒光粉顆粒外1.810％-20％〕，并能有效改善光色質(zhì)量。傳統(tǒng)的熒光粉涂敷方式是將熒光粉與灌封膠混合，然后點涂在芯片上。由于無法對熒光粉的涂敷厚度和形狀進展準確控制，導致出射光色彩不一致，出現(xiàn)偏藍光或者偏黃光。而LumiledsConformalcoating〔b〕。但研究說明，當熒光粉直接涂覆在芯片外表時，由于光散射的存在，出光效率較RenssELaerScatteredPhotonExtractionmethod，SPE)，通過在芯片外表布置一個聚焦透鏡，并將含熒光粉的玻璃片置于距芯片603(c)?？傮w而言，為提高的出光效率和可靠性，電子封裝膠層有逐漸被高折射率透明玻璃或微晶玻璃等取代的趨勢，通過將熒光粉內(nèi)摻或外涂于玻璃外表，不僅提高了熒光粉的均勻度，而且提高了電子封裝效率。此外，減少出光方向的光學界面數(shù)，也是提高出光效率的有效措施?！踩酬嚵须娮臃庋b與系統(tǒng)集成技術(shù)4041、引腳式〔Lamp〕LED電子封裝3－5mm20－30mA0.1WLED主要用于儀表顯示或指示，大規(guī)模集成時也可作為顯示屏。其缺100K/W〕，壽命較短。2、外表組裝〔貼片〕式〔SMT－LED〕電子封裝SMTPCBPCBSMT3、板上芯片直裝式〔COB〕LED電子封裝COBChipOnBoardLEDPCBPCBPCBFR－4而引線鍵合可采用高溫下的熱超聲鍵合〔金絲球焊〕和常溫下的超聲波鍵合〔鋁劈刀焊接〕。COBLEDSMT6-12W/m.K〕。4、系統(tǒng)電子封裝式〔SiP〕LED電子封裝SiP〔SysteminPackage〕是近幾年來為適應(yīng)整機的便攜式SystemonChip〔SOC〕SiP－LED(3D)電子封裝型。目前，高亮度器件要代替白熾燈以與高壓汞燈，必須提高總的光通量，或者說可以利用的光通量。而光通量的增加可以通過提高集成度、加大電流密度、使用大尺寸芯片等措施來實現(xiàn)。而LEDLED熱管、液體強迫對流、微通道致冷、相變致冷等。在系統(tǒng)集成方面，##新強光電公司采用系統(tǒng)電子封裝技術(shù)(SiP),80W〔a低〔4.38℃/W25℃時，大功率LEDCOB220W1500W5〔b〕。〔四〕電子封裝大生產(chǎn)技術(shù)WaferbondingWaferChipDiebonding是指芯片結(jié)構(gòu)和電路在晶片上完成后，即進展切割形成芯片〔Die6LED將大大降低電子封裝制造本錢。此外，晶片鍵合電子封裝還可以提高器件生產(chǎn)的潔凈度，防止鍵合前的劃片、分片工藝對器件結(jié)構(gòu)的破壞，提高電子封裝成品率和可靠性，因而是一種降低電子封裝本錢的有效手段。中，盡可能采用工藝較少的電子封裝形式〔Package-lessPackaging面數(shù)，以降低電子封裝熱阻，提高出光效率?！参濉畴娮臃庋b可靠性測試與評估器件的失效模式主要包括電失效〔如短路或斷路〕、光失效〔如高溫導致的灌封膠黃化、光學性能劣化等〕和機械失效〔如LEDMTTF〕來定義，對于照50％〕的使用時間。由于LED取加速環(huán)境試驗的方法進展可靠性測試與評估。測試內(nèi)容主要包括高溫儲存〔〕、低溫儲存〔溫高濕〔85℃/85％，1000h〕、上下溫循環(huán)〔85℃～－55℃〕、熱沖擊、耐腐蝕性、抗溶性、機械沖擊等。然而，加速環(huán)境試驗只是問題的一個方面，對壽命的預(yù)測機理和方法的研究仍是有待研究的難題。三、固態(tài)照明對電子封裝的要求與傳統(tǒng)照明燈具相比，燈具不需要使用濾光鏡或濾光片來產(chǎn)生有色光，不僅效率高、光色純，而且可以實現(xiàn)動態(tài)或漸變的色彩變化。在改變色溫的同時保持具有高的顯色指數(shù)，滿足不同的應(yīng)用需要。但對其電子封裝也提出了新的要求，具體表達在：〔一〕模塊化通過多個燈〔或模塊〕的相互連接可實現(xiàn)良好的流明輸出疊加，滿足高亮度照明的要求。通過模塊化技術(shù)，可以將多個點光源或模塊按照隨意形狀進展組合，滿足不同領(lǐng)域的照明要求。〔二〕系統(tǒng)效率最大化/系統(tǒng)效率。〔三〕低本錢/燈具商品化的關(guān)鍵。〔四〕易于替換和維護LEDLED以便于燈具廠商自己選擇采用何種芯片。燈具光源可由多個分布式點光源組成，由于芯片尺寸小，從而使電子封裝出的燈具重量輕，結(jié)構(gòu)精巧，并可滿足各種形狀和不同集成度的需求。唯一的不足在于沒有現(xiàn)成的設(shè)計標準，但同時給設(shè)計提供了充分的想象空間。此外，照明控制的首要目標是供電。由于一般市電電源是高壓交流電〔220V，AC〕，而需要恒流或限流電源，因此必須使用轉(zhuǎn)換電路或嵌入式控制電路〔〕，以實現(xiàn)先進的校準和閉環(huán)反應(yīng)控制系統(tǒng)。此外，通過數(shù)字照明控制技術(shù)，對固態(tài)光源的使用