各种电子封装工艺技术

DOCDOC一直是近年来的研究热点，特别是白光电子封装更是研究热点中2.加强散热，以降低芯片结温，提高性能；3.光学控制，提高出//40电子封装先后经历了支架式(LampLED)、贴片式(SMDLED)、功率LED(PowerLED)等开展阶段。随着芯片功率的增大，特别是固态照明技术开展的需求，对电子封装的光学、热学、电学和机械提高出光效率，必须采用全新的技术思路来进展电子封装设计。二、电子封装关键技术1LED装的需要对芯片结构进展调整，从而延长了电子产品研发周期和工艺本钱，有时甚至不可能。具体而言，电子封装的关键技术包括：〔一〕低热阻电子封装工艺80热界面材料〕与工艺、热沉设计等。电子封装热阻主要包括材料〔散热基板和热沉结构〕内部热阻和界面热阻。散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量，并传导到热沉上，实现与外界的热交换。常用的散热基板材料包括硅、金NichiaLEDCuW1mmCuW2〔a并开发了相应的电子封装技术。该技术首先制备出适于共晶焊的芯片和相应的陶瓷基板，然后将芯片与基板直接焊接在一起。由于该基板上集成了共晶焊层、静电保护电路、驱动电路与控制补偿电路，不仅结构简单，而且由于材料热导率高，热界面少，大大.dianzifengzhuang.提高了散热性能，为阵列电子封装提出了CurmilkAlNCu〕在高温高压下烧结而成，没有2〔bAlN研究说明，电子封装界面对热阻影响也很大，如果不能正确处理界面，就难以获得良好的散热效果。例如，室温下接触良好的界面在高温下可能存在界面间隙，基板的翘曲也可能会影响键合和局部的散热。改善电子封装的关键在于减少界面和界面接触热阻，增强散热。因此，芯片和散热基板间的热界面材料〔TIMTIM0.5-2.5W/mK，致使界面热阻很高。而采用低可大大降低界面热阻。〔二〕高取光率电子封装结构与工艺在使用过程中，辐射复合产生的光子在向外发射时产生的损失，主要包括三个方面：芯片内部结构缺陷以与材料的吸收；光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失；以与由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。因此，很多光线无法从芯片中出射到外部。通过在芯片外表涂覆一层折射率相对较高的透明胶层(灌封胶)，由于该胶层处于芯片和空气之间，从而有效减少了光子在界面的损失，提高了取光效率。此外，灌封胶的作用还包括对芯片进展机械保护，应力释放，并作为一种光导结构。因此，要求其透光率高，折射率高，热稳定性好，流动性好，易硅胶由于具有透光率高，折射率大，热稳定性好，应力小，吸湿性低等特点，明显优于环氧树脂，在电子封装中得到广泛应用，但本钱较高。研究说明，提高硅胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失，提高外量子效率，但硅胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高，硅胶内部的热应力加大，导致硅胶的折射率降低，从而影响光效和光强分布。荧光粉的作用在于光色复合，形成白光。其特性主要包括粒发光效率和转换效率是关键。研究说明，随着温度上升，荧光粉1um1.5光粉颗粒尺寸远大于光散射极限〔30nm〕，因而在荧光粉颗粒外1.810％-20％〕，并能有效改善光色质量。传统的荧光粉涂敷方式是将荧光粉与灌封胶混合，然后点涂在芯片上。由于无法对荧光粉的涂敷厚度和形状进展准确控制，导致出射光色彩不一致，出现偏蓝光或者偏黄光。而LumiledsConformalcoating〔b〕。但研究说明，当荧光粉直接涂覆在芯片外表时，由于光散射的存在，出光效率较RenssELaerScatteredPhotonExtractionmethod，SPE)，通过在芯片外表布置一个聚焦透镜，并将含荧光粉的玻璃片置于距芯片603(c)。总体而言，为提高的出光效率和可靠性，电子封装胶层有逐渐被高折射率透明玻璃或微晶玻璃等取代的趋势，通过将荧光粉内掺或外涂于玻璃外表，不仅提高了荧光粉的均匀度，而且提高了电子封装效率。此外，减少出光方向的光学界面数，也是提高出光效率的有效措施。〔三〕阵列电子封装与系统集成技术4041、引脚式〔Lamp〕LED电子封装3－5mm20－30mA0.1WLED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100K/W〕，寿命较短。2、外表组装〔贴片〕式〔SMT－LED〕电子封装SMTPCBPCBSMT3、板上芯片直装式〔COB〕LED电子封装COBChipOnBoardLEDPCBPCBPCBFR－4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〕。COBLEDSMT6-12W/m.K〕。4、系统电子封装式〔SiP〕LED电子封装SiP〔SysteminPackage〕是近几年来为适应整机的便携式SystemonChip〔SOC〕SiP－LED(3D)电子封装型。目前，高亮度器件要代替白炽灯以与高压汞灯，必须提高总的光通量，或者说可以利用的光通量。而光通量的增加可以通过提高集成度、加大电流密度、使用大尺寸芯片等措施来实现。而LEDLED热管、液体强迫对流、微通道致冷、相变致冷等。在系统集成方面，##新强光电公司采用系统电子封装技术(SiP),80W〔a低〔4.38℃/W25℃时，大功率LEDCOB220W1500W5〔b〕。〔四〕电子封装大生产技术WaferbondingWaferChipDiebonding是指芯片结构和电路在晶片上完成后，即进展切割形成芯片〔Die6LED将大大降低电子封装制造本钱。此外，晶片键合电子封装还可以提高器件生产的洁净度，防止键合前的划片、分片工艺对器件结构的破坏，提高电子封装成品率和可靠性，因而是一种降低电子封装本钱的有效手段。中，尽可能采用工艺较少的电子封装形式〔Package-lessPackaging面数，以降低电子封装热阻，提高出光效率。〔五〕电子封装可靠性测试与评估器件的失效模式主要包括电失效〔如短路或断路〕、光失效〔如高温导致的灌封胶黄化、光学性能劣化等〕和机械失效〔如LEDMTTF〕来定义，对于照50％〕的使用时间。由于LED取加速环境试验的方法进展可靠性测试与评估。测试内容主要包括高温储存〔〕、低温储存〔温高湿〔85℃/85％，1000h〕、上下温循环〔85℃～－55℃〕、热冲击、耐腐蚀性、抗溶性、机械冲击等。然而，加速环境试验只是问题的一个方面，对寿命的预测机理和方法的研究仍是有待研究的难题。三、固态照明对电子封装的要求与传统照明灯具相比，灯具不需要使用滤光镜或滤光片来产生有色光，不仅效率高、光色纯，而且可以实现动态或渐变的色彩变化。在改变色温的同时保持具有高的显色指数，满足不同的应用需要。但对其电子封装也提出了新的要求，具体表达在：〔一〕模块化通过多个灯〔或模块〕的相互连接可实现良好的流明输出叠加，满足高亮度照明的要求。通过模块化技术，可以将多个点光源或模块按照随意形状进展组合，满足不同领域的照明要求。〔二〕系统效率最大化/系统效率。〔三〕低本钱/灯具商品化的关键。〔四〕易于替换和维护LEDLED以便于灯具厂商自己选择采用何种芯片。灯具光源可由多个分布式点光源组成，由于芯片尺寸小，从而使电子封装出的灯具重量轻，结构精巧，并可满足各种形状和不同集成度的需求。唯一的不足在于没有现成的设计标准，但同时给设计提供了充分的想象空间。此外，照明控制的首要目标是供电。由于一般市电电源是高压交流电〔220V，AC〕，而需要恒流或限流电源，因此必须使用转换电路或嵌入式控制电路〔〕，以实现先进的校准和闭环反应控制系统。此外，通过数字照明控制技术，对固态光源的使用