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LED燈珠封裝需要哪些原材料特性與應(yīng)用解析
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時(shí)間：2024-10-27 18:27:01
前言：在 LED 顯示技術(shù)中，LED 封裝起著至關(guān)重要的作用。而不同的原材料決定了 LED 封裝的性能和質(zhì)量。在前文我們介紹了 LED 的發(fā)展簡(jiǎn)史和封裝步序等內(nèi)容，今天，我們將深入探討 LED 封裝中所使用的各類原材料，包括 LED 支架、LED 芯片、固晶膠、鍵合線和封裝膠等，全面了解它們的具體分類和性能特性，以及在 LED 封裝中的重要作用。
一、LED 支架
LED 支架通常由銅（也有鐵材、鋁材及陶瓷等）制成，因其良好的導(dǎo)電性而被廣泛應(yīng)用。支架內(nèi)部設(shè)有引線，用于連接 LED 燈珠內(nèi)部電極。封裝成形后，燈珠可從支架上取下，燈珠兩頭的銅腳成為正負(fù)極，便于焊接到 LED 燈具或其他成品。
LED 支架可按不同方式分類：
二、LED 芯片
LED 芯片又稱 LED 發(fā)光芯片，是固態(tài)半導(dǎo)體器件，為 LED 顯示器件的核心組件，即 P-N 結(jié)。其主要功能是將電能轉(zhuǎn)化為光能，主要材料為單晶硅。半導(dǎo)體晶片由 P 型半導(dǎo)體（空穴占主導(dǎo)）和 N 型半導(dǎo)體（電子為主）組成，連接時(shí)形成 P-N 結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于晶片時(shí)，電子被推向 P 區(qū)，與空穴復(fù)合，以光子形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光原理。
LED 芯片來(lái)料標(biāo)簽通常標(biāo)明參數(shù)：Type（產(chǎn)品系列）、主波長(zhǎng) WLD（單位 nm）、亮度 LV（單位為 mcd 或 mW）、電壓 VF（單位 V），包括 Min（最小值）、Avg（平均值）、Max（最大值）、Std（標(biāo)準(zhǔn)偏差）。
LED 芯片可按多種方式分類：
三、固晶膠
固晶膠作用是將晶片粘結(jié)在支架指定區(qū)域，用于固定和導(dǎo)電。分為導(dǎo)電膠和絕緣膠，垂直結(jié)構(gòu)紅光通常使用導(dǎo)電膠，水平結(jié)構(gòu)藍(lán)綠光使用絕緣膠。固晶膠是 LED 晶片與支架粘接的核心部分，其好壞直接決定 LED 的散熱性能。Kinglight 晶臺(tái) LED 采用高品質(zhì)固晶膠，具有導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性能佳、耐黃變性好、高可靠性、粘接和剪切強(qiáng)度高、不吸潮等優(yōu)勢(shì)。
四、鍵合線
鍵合線又稱晶線，是連接 LED 支架和芯片、傳輸電信號(hào)的材料，是半導(dǎo)體生產(chǎn)不可或缺的核心材料。按材質(zhì)分類有金線、銀線、銅線、鋁線、鍍鈀銅線、合金線等；按線徑分類有 0.7mil、0.8mil、0.9mil、1.0mil 等多種規(guī)格。
五、封裝膠
封裝膠用于保護(hù)芯片及框架內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受外部環(huán)境影響，封膠后起到防水、防潮、防塵密封作用，并提供優(yōu)秀的光學(xué)性能。封裝膠一般包括環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅和改性材料。
結(jié)尾：通過(guò)對(duì) LED 封裝中各類原材料的詳細(xì)了解，我們可以更好地把握 LED 封裝的技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制。不同的原材料在 LED 封裝中發(fā)揮著各自獨(dú)特的作用，選擇合適的原材料對(duì)于提高 LED 產(chǎn)品的性能和可靠性至關(guān)重要。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信 LED 封裝原材料將不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，為 LED 顯示技術(shù)的發(fā)展提供更強(qiáng)大的支持。
一、LED 支架
LED 支架通常由銅（也有鐵材、鋁材及陶瓷等）制成，因其良好的導(dǎo)電性而被廣泛應(yīng)用。支架內(nèi)部設(shè)有引線，用于連接 LED 燈珠內(nèi)部電極。封裝成形后，燈珠可從支架上取下，燈珠兩頭的銅腳成為正負(fù)極，便于焊接到 LED 燈具或其他成品。
LED 支架可按不同方式分類：
- 按產(chǎn)品類型分為 SMD 支架、PCB 板、直插支架、燈絲支架。
- 按支架材質(zhì)分為銅支架、鐵支架、BT 基板、鋁基板、陶瓷基板等。
- 按鍍層種類分為銅鎳銀、化學(xué) / 電鍍鎳金、電鍍軟金、鎳鈀金、化學(xué)錫、OSP 等。UINCH（微英寸 / 邁）是單位，1U’≈0.0254um。
二、LED 芯片
LED 芯片又稱 LED 發(fā)光芯片，是固態(tài)半導(dǎo)體器件，為 LED 顯示器件的核心組件，即 P-N 結(jié)。其主要功能是將電能轉(zhuǎn)化為光能，主要材料為單晶硅。半導(dǎo)體晶片由 P 型半導(dǎo)體（空穴占主導(dǎo)）和 N 型半導(dǎo)體（電子為主）組成，連接時(shí)形成 P-N 結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于晶片時(shí)，電子被推向 P 區(qū)，與空穴復(fù)合，以光子形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光原理。
LED 芯片來(lái)料標(biāo)簽通常標(biāo)明參數(shù)：Type（產(chǎn)品系列）、主波長(zhǎng) WLD（單位 nm）、亮度 LV（單位為 mcd 或 mW）、電壓 VF（單位 V），包括 Min（最小值）、Avg（平均值）、Max（最大值）、Std（標(biāo)準(zhǔn)偏差）。
LED 芯片可按多種方式分類：
- 按顏色分為紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三色，波長(zhǎng)范圍分別為 620 - 760nm、492 - 577nm 和 435 - 480nm。
- 按芯片排列方式分為圓片和方片。
- 按芯片結(jié)構(gòu)分為垂直結(jié)構(gòu)（單電極）和水平結(jié)構(gòu)（雙電極）。
- 按尺寸主要分為紅光 3.2mil、3.5mil、4.2mil，和藍(lán)綠光 45mil、46mil、56mil、810mil 等。Mil 是長(zhǎng)度單位，1mil≈25.4um。
三、固晶膠
固晶膠作用是將晶片粘結(jié)在支架指定區(qū)域，用于固定和導(dǎo)電。分為導(dǎo)電膠和絕緣膠，垂直結(jié)構(gòu)紅光通常使用導(dǎo)電膠，水平結(jié)構(gòu)藍(lán)綠光使用絕緣膠。固晶膠是 LED 晶片與支架粘接的核心部分，其好壞直接決定 LED 的散熱性能。Kinglight 晶臺(tái) LED 采用高品質(zhì)固晶膠，具有導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性能佳、耐黃變性好、高可靠性、粘接和剪切強(qiáng)度高、不吸潮等優(yōu)勢(shì)。
四、鍵合線
鍵合線又稱晶線，是連接 LED 支架和芯片、傳輸電信號(hào)的材料，是半導(dǎo)體生產(chǎn)不可或缺的核心材料。按材質(zhì)分類有金線、銀線、銅線、鋁線、鍍鈀銅線、合金線等；按線徑分類有 0.7mil、0.8mil、0.9mil、1.0mil 等多種規(guī)格。
五、封裝膠
封裝膠用于保護(hù)芯片及框架內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受外部環(huán)境影響，封膠后起到防水、防潮、防塵密封作用，并提供優(yōu)秀的光學(xué)性能。封裝膠一般包括環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅和改性材料。
- 環(huán)氧樹(shù)脂：優(yōu)點(diǎn)是透光率高，粘接性能優(yōu)良、機(jī)械力學(xué)性能好，電絕緣性和密封性能較好，成本低，易成型；缺點(diǎn)是高溫不耐黃變，耐候性差。
- 有機(jī)硅：優(yōu)點(diǎn)是高透明性、耐高低溫性，耐候性和熱穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)是與 LED 支架的粘接性差。
- 改性材料：通過(guò)物理共混或化學(xué)改性方式獲得綜合性能提升的封裝膠。物理共混是將有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物和環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)聚物混合，加入固化劑固化成型，但共混材料相容性差，易分離。化學(xué)改性是在有機(jī)硅樹(shù)脂中引入環(huán)氧基團(tuán)，提高機(jī)械性能和粘接性。
結(jié)尾：通過(guò)對(duì) LED 封裝中各類原材料的詳細(xì)了解，我們可以更好地把握 LED 封裝的技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制。不同的原材料在 LED 封裝中發(fā)揮著各自獨(dú)特的作用，選擇合適的原材料對(duì)于提高 LED 產(chǎn)品的性能和可靠性至關(guān)重要。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信 LED 封裝原材料將不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，為 LED 顯示技術(shù)的發(fā)展提供更強(qiáng)大的支持。
