【技术】LED灯珠的7种封装形式

时间： 2023-02-04 来源：成兴光官网

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成兴光根据不同的应用场合、不同的外形尺寸、散热方案和发光效果。将LED封装形式分为：引脚式、功率型封装、贴片式（SMD）、板上芯片直装式（COB）、Chip-LED、UVC金属、陶瓷封装等七个段落讲述。

1、引脚式（Lamp）LED封装

LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，品种数量繁多，技术成熟度较高，封装内结构与反射层仍在不断改进。常用3～5mm封装结构，一般用于电流较小（20～30mA），功率较低（小于0.1W）的LED封装。主要用于仪表显示或指示，大规模集成时也可作为显示屏。其缺点在于封装热阻较大（一般高于100K／W），寿命较短。

2、功率型LED封装

LED芯片及封装向大功率方向发展，在大电流下产生比Φ5mmLED大10～20倍的光通量，必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题，因此，管壳及封装也是其关键技术，能承受数W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货，白光LED光输出达1871m，光效44.31lm／W绿光衰问题，开发出可承受10W功率的LED，大面积管；尺寸为2.5mmX2.5mm，可在5A电流下工作，光输出达2001lm，作为固体照明光源有很大发展空间。

3、表面组装（贴片）式（SMD）LED封装

早在2002年，表面贴装封装的LED（SMDLED）逐渐被市场所接受，并获得一定的市场份额从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势，很多生产厂商推出此类产品。SMDLED是目前LED市场占有率最高的封装结构，这种LED封装结构利用注塑工艺将金属引线框架包裹在PPA塑料之中，并形成特定形状的反射杯，金属引线框架从反射杯底部延伸至器件侧面，通过向外平展或向内折弯形成器件管脚。改进型的SMDLED结构是伴随着白光LED照明技术出现的，为了增大单个LED器件的使用功率以提高器件的亮度，工程师开始寻找降低SMDLED热阻的办法，并引入了热沉的概念。这种改进的结构降低了最初SMDLED结构的高度，金属引线框架直接置于LED器件底部，通过注入塑料围绕金属框架形成反射杯，芯片置于金属框架之上，金属框架通过锡膏，直接焊接于线路板上，形成垂直散热通道。由于材料技术的发展，SMD封装技术已经克服了散热、使用寿命等早期存在的问题，可以用于封装1～3W的大功率白光LED芯片。

4、COB-LED封装　

COB封装可将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板MCPCB，通过基板直接散热，不仅能减少支架的制造工艺及其成本，还具有减少热阻的散热优势。PCB板可以是低成本的FR-4材料（玻璃纤维增强的环氧树脂），也可以是高热导的金属基或陶瓷基复合材料（如铝基板或覆铜陶瓷基板等）。而引线键合可采用高温下的热超声键合（金丝球焊）和常温下的超声波键合（铝劈刀焊接）。COB技术主要用于大功率多芯片阵列的LED封装，同SMD相比，不仅大大提高了封装功率密度，而且降低了封装热阻（一般为6-12W／m·K）。从成本和应用角度来看，COB将成为未来灯具化设计的主流方向。COB封装的LED模块在底板上安装了多枚LED芯片，使用多枚芯片不仅能够提高亮度，还有助于实现LED芯片的合理配置，降低单个LED芯片的输入电流量以确保高效率。而且这种面光源能在很大程度上扩大封装的散热面积，使热量更容易传导至外壳。传统的LED灯具做法是：LED光源分立器件—MCPCB光源模组—LED灯具，主要是基于没有适用的核心光源组件而采取的做法，不但耗工费时，而且成本较高。实际上，如果走“COB光源模块—LED灯具”的路线，不但可以省工省时，而且可以节省器件封装的成本。

5、Chip-LED封装

成兴光Chip-LED封装系列有着极薄的表面封装（SMT）发光二极管所采用的高亮度芯片的低功率LED的尺寸只有铅笔头大小，它以最小的耗电量实现了卓越的照明功能，具有高亮度和小尺寸的优点，非常适合在艰苦环境中依赖各种小型产品在工作上使用。LED使设计者在导航系统、手机、工业控制系统、交通信号灯和消息板的背光键盘、显示屏等应用中提高设计灵活性，实现高性能。

6、UVC金属-LED封装

UVCLED的持续升温让市场变得火热起来。大家都知道UVCLED杀菌消毒效果显着，热管理是提高UVCLED寿命的关键，有效的LED背面成为有效散热的唯一途径，而目前市面上UVCLED基本以倒装芯片搭配高导热氮化铝基板的方案为主。氮化铝（AIN）具有优异的导热性（140W／mK－170W／mK），能耐紫外线光源本身的老化，满足UVCLED高热管理的需求。成兴光采用金锡共晶焊并处于行业领先水平。通过助焊剂进行共晶焊接，能有效提升芯片与基板的结合强度，导热率，有利于UVCLED的品质管控。具有极佳的散热效果、较长的产品寿命以及优秀的产品品控。

7、陶瓷-LED封装

2016中国研发自主研发荧光陶瓷白光大功率封装技术，解决了LED大功率照明普遍存在的热管理困难及封装材料失效难题。实现了成功封装1000W光源的LED灯，整块光源芯片面积只比1元钱硬币大一点。并于北京2018年北京冬奥会训练场馆照明，替代2000W金卤灯。用陶瓷做封装材料，能明显减少用电量和碳排放量，平均节电率可达70％左右。“以300W透明荧光陶瓷封装LED工矿灯替代1000W金卤灯为例：1000W金卤灯约2000元，使用寿命约为1年，LED灯价格按金卤灯的2倍即4000元测算，寿命至少5年。如实现替换以每天使用10小时测算，1年即可收回成本，5年可节电1.2万千瓦时。“

成兴光能为您解决的，我们会根据LED下游灯具厂商的需求，无论是需要单器件封装还是模组化COB封装，从小功率到大功率，从LED封装结构的设计如何降低器件热阻，到改善出光效果以及提高可靠性。为其开发系列产品解决方案，并输出技术和科技服务。

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