大功率LED封装常用的5种关键技术和4种结构形式

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。

　　总之，无论是单器件封装还是模组化COB封装，从小功率到大功率，LED封装结构的设计均围绕着如何降低器件热阻，改善出光效果以及提高可靠性而展开的。

　　4、荧光粉涂覆技术

　　光转化结构，即荧光粉涂层结构，主要面向LED白光照明技术，目的是为将LED芯片发出的波长较短的光线转化为与之互补（颜色互补形成白光）的波长较长的光线。

　　目前采用荧光粉产生白光共有三种方式：蓝光LED配合黄色荧光粉；蓝光LED配合红色、绿色荧光粉；UV-LED配合红、绿、蓝三色荧光粉。其中商品化的 白光LED多属蓝光LED配合黄色荧光粉的单芯片型，蓝光LED配合红色、绿色荧光粉的白光产生方式只是在Osram、Lumileds等公司的专利上报 道过，但仍未有商品化产品出现，而UV-LED配合三色荧光粉的方式目前也尚处于开发中。不同荧光粉产生白光LED的优缺点比较见下表。

　　现有涂覆方式，如下图所示，各有其优缺点。目前在广泛使用的荧光粉涂覆方式是将荧光粉与灌封胶混合，然后直接点涂在芯片上。由于难以对荧光粉的涂覆厚度和 形状进行精确控制，导致出射光色彩不一致，出现偏蓝光或者偏黄光。GE公司Arik等人的研究表明，将荧光粉直接覆盖于芯片之上，会导致荧光粉温度上升， 进而降低荧光粉量子效率，严重影响封装的转换效率。

　　而基于喷涂工艺的保形涂层技术可实现荧光粉的均匀涂覆，从而保障了光色的均匀性。但此技术难度大，而且由LED出射的蓝光有很大一部分直接被荧光粉层反射 回芯片上，从而被芯片直接吸收，严重地影响了出光效率。Yamada，Narendran等发现荧光粉背散射特性会使50％～60％的正向入射光向后散 射。

　　此外还有一种涂覆方法是使荧光粉层远离LED芯片（例如使荧光粉层位于LED芯片外的反光杯或散光杯上），则可大幅减少被荧光粉层反射回芯片而被吸收的光 量，从而提高了出光效率。另外，由于荧光粉层与芯片无直接接触，芯片产生的热量不会传递到荧光粉层，从而延长了荧光粉层的使用寿命。伦斯特理工学院的 Schubert等人的研究发现，利用远离荧光粉涂覆工艺可以减少向后散热的光线被芯片吸收的概率，可将LED的发光效率提高7％～16％。中山大学王刚 等人也展开了相关研究，结果表明采用远离荧光粉涂层可降低荧光粉涂层温度约16.8℃，显著提高荧光粉的转换效率。但是远离涂覆法也有其缺点，因为出于对 其使用荧光粉量较多，荧光粉版的制造与安装工艺也相对较复杂等成本问题上的考虑，目前也无法得到广泛推广及工业应用。

　　此外，You等人在研究荧光粉涂层优化的基础上提出了采用多层荧光粉结构，将红色荧光粉层与黄色荧光粉层分离，黄色荧光粉置于红色荧光粉之上，实验结果显示，这样的荧光粉涂覆结构可以减少荧光粉涂层间的相互吸收，封装成品流明效率可提高18％。

　　5、共晶焊技术

　　共晶焊技术是大功率LED倒装芯片封装工艺中最为关健的核心技术之一。共晶焊技术在LED封装过程中最为核心的散热问题与固晶问题的优点，正在并将会成为 未来LED封装发展的主流方向。共晶合金具有比纯组元熔点低，熔化工艺简单；共晶合金比纯金属有更好的流动性，在凝固中可防止阻碍液体流动的枝晶形成，从 而改善了铸造性能；共晶合金还具有恒温转变特性（无凝固温度范围），可以减少铸造缺陷，如偏聚和缩孔；固化后的共晶合金韧性强（接近金属的韧性），不宜断 裂；共晶凝固可获得多种形态的显微组织，尤其是规则排列的层状或杆状共晶组织，可成为优异性能的原位复合材料。正是由于共晶具有如此多的优势，所以使用共 晶工艺制作出的LED封装会具有降低阻抗和提升热传导效率的优势。