美國Lumileds公司研制出了Luxeon系列大功率LED單芯片封裝結(jié)構(gòu)，這種功率型單芯片LED封裝結(jié)構(gòu)與常規(guī)的Φ5mm LED封裝結(jié)構(gòu)全然不同，它是將正面出光的LED芯片直接焊接在熱襯上，或?qū)⒈趁娉龉獾腖ED芯片先倒裝在具有焊料凸點(diǎn)的硅載體上，然后再將其焊接在熱襯上，使大面積芯片在大電流下工作的熱特性得到改善。這種封裝對于取光效率、散熱性能和電流密度的設(shè)計都是最佳的，其主要特點(diǎn)有：

① 熱阻低。傳統(tǒng)環(huán)氧封裝具有很高的高熱阻，而這種新型封裝結(jié)構(gòu)的熱阻一般僅為14℃/W，可減小至常規(guī)LED的1/20。

② 可靠性高。內(nèi)部填充穩(wěn)定的柔性膠凝體，在40~120℃時，不會因溫度驟變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力使金絲和框架引線斷開。用這種硅橡膠作為光耦合的密封材料，不會出現(xiàn)普通光學(xué)環(huán)氧樹脂那樣的變黃現(xiàn)象，金屬引線框架也不會因氧化而臟污。

③ 反射杯和透鏡的最佳設(shè)計使輻射可控，光學(xué)效率最高。在應(yīng)用中可將它們組裝在一個帶有鋁夾層的電路板（鋁芯PCB板）上，電路板作為器件電極連接的布線用，鋁芯夾層則可作為功率型LED的熱襯。這樣不僅可獲得較高的光通量，而且還具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。

單芯片瓦級功率LED最早是由Lumileds公司于1998年推出的Luxeon LED，該封裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是采用熱電分離的形式，將倒裝片用硅載體直接焊接在熱襯上，并采用反射杯、光學(xué)透鏡和柔性透明膠等新結(jié)構(gòu)和新材料，現(xiàn)可提供單芯片1W、3W和5W的大功率LED產(chǎn)品。OSRAM公司于2003年推出單芯片的Golden Dragon系列LED，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是熱襯與金屬線路板直接接觸，具有很好的散熱性能，而輸入功率可達(dá)1W。

功率型LED的多芯片組合封裝

六角形鋁襯底的直徑為3.175cm(1.25英寸)，發(fā)光區(qū)位于其中央部位，直徑約為0.9525cm（0.375英寸），可容納40個LED芯片。用鋁板作為熱襯，并使芯片的鍵合引線通過在襯底上做成的兩個接觸點(diǎn)與正極和負(fù)極連接。根據(jù)所需輸出光功率的大小來確定襯底上排列管芯的數(shù)目，組合封裝的超高亮度芯片包括AlGaInN和AlGaInP，它們的發(fā)射光可為單色、彩色（RGB）、白色（由RGB三基色合成或由藍(lán)色和黃色二元合成）。最后采用高折射率的材料按照光學(xué)設(shè)計形狀進(jìn)行封裝，不僅取光效率高，而且還能夠使芯片和鍵合的引線得到保護(hù)。由40個AlGaInP(AS)芯片組合封裝的LED的流明效率為20lm/W。采用RGB三基色合成白光的組合封裝模塊，當(dāng)混色比為0：43（R）0：48（G）：0.009(B)時，光通量的典型值為100lm，CCT標(biāo)準(zhǔn)色溫為4420K，色坐標(biāo)x為0.3612，y為0.3529。由此可見，這種采用常規(guī)芯片進(jìn)行高密度組合封裝的功率型LED可以達(dá)到較高的亮度水平，具有熱阻低、可在大電流下工作和光輸出功率高等特點(diǎn)。

多芯片組合封裝的大功率LED，其結(jié)構(gòu)和封裝形式較多。美國UOE公司于2001年推出多芯片組合封裝的Norlux系列LED，其結(jié)構(gòu)是采用六角形鋁板作為襯底。Lanina Ceramics公司于2003年推出了采用公司獨(dú)有的金屬基板上低溫?zé)�結(jié)陶瓷（LTCC-M）技術(shù)封裝的大功率LED陣列。松下公司于2003年推出由64只芯片組合封裝的大功率白光LED。日亞公司于2003年推出超高亮度白光LED，其光通量可達(dá)600lm，輸出光束為1000lm時，耗電量為30W，最大輸入功率為50W，白光LED模塊的發(fā)光效率達(dá)33lm/W。我國臺灣UEC（國聯(lián)）公司采用金屬鍵合（Metal Bonding）技術(shù)封裝的MB系列大功率LED的特點(diǎn)是，用Si代替GaAs襯底，散熱效果好，并以金屬粘結(jié)層作為光反射層，提高了光輸出。

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、使用壽命等，因此，功率型LED芯片的封裝設(shè)計、制造技術(shù)顯得尤為重要。大功率LED封裝中主要需考慮的問題有：

① 散熱。散熱對于功率型LED器件來說是至關(guān)重要的。如果不能將電流產(chǎn)生的熱量及時地散出，保持PN結(jié)的結(jié)溫在允許范圍內(nèi)，將無法獲得穩(wěn)定的光輸出和維持正常的器件壽命。(責(zé)任編輯：admin)