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封装结构和材料是影响LED封装散热主要因素

2018-02-02

散热问题是大功率LED封装必须重点解决的难题。由于散热效果的好坏直接影响到LED灯的寿命和发光效率,因此有效地解决大功率LED封装散热问题,对提高LED封装的可靠性和寿命具有重要作用。那么华美聚彩今天为大家讲解下影响LED封装散热的主要因素是什么。


第一大因素:封装结构

封装结构又分为微喷结构和倒装芯片结构俩种类型。

 

1、微喷结构

 

在该密封系统中,流体腔体中的流体在一定的压力作用下在微喷口处形成强烈的射流,该射流直接冲击LED芯片基板表面并带走LED芯片所产生的热量,在微泵的作用下,被加热的流体进入小型流体腔体向外界环境释放热量,使自身温度下降,再次流入微泵中开始新的循环。

优点:微喷结构具有散热性能高以及LED芯片基板的温度分布均匀。

缺点:由于微泵的可靠性和稳定性对系统的影响很大,并且该系统结构比较复杂增加了运行成本。

 

2、倒装芯片结构

 

倒装芯片对于传统的正装芯片,电极位于芯片的发光面,因而会遮挡部分发光,降低芯片的发光效率。

优点:该种结构的芯片,光从顶部的蓝宝石取出,消除了电极和引线的遮光,提高了发光效率,同时衬底采用高导热系数的硅,大大提高了芯片的散热效果。

缺点:该结构的PN所产生的热量通过蓝宝石衬底导出去,蓝宝石的导热系数较低且传热路径长,因而这种结构的芯片热阻大,热量不易散发出去。

第二大因素:封装材料

LED封装材料分为热界面材料和基板材料俩种。

 

1、热界面材料

当前LED封装常用的热界面材料有导热胶和导电银胶。

 

(a)导热胶

常用导热胶的主要成分是环氧树脂,因而其导热系数较小,导热性能差,热阻大。

优点:导热胶具有绝缘、导热、防震、安装方便、工艺简单等特点。

缺点:由于导热系数很低,因而只能应用在对散热要求不高的LED封装器件上。

(b)导电银胶

导电银胶是GeAs、SiC导电衬底LED,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片LED封装点胶或备胶工序中关键的封装材料。

优点:具有固定粘结芯片、导电和导热、传热的作用,并且对LED器件的散热性、光反射性、VF特性等具有重要的影响。它作为一种热界面材料,目前导电银胶在LED行业中得到广泛的应用。

 

2、基板材料

LED封装器件的某条散热途径是从LED芯片到键合层到内部热沉到散热基板最后到外部环境,可以看出散热基板对LED封装散热的重要性,因而散热基板必须具有以下特征:高导热性、绝缘性、稳定性、平整性和高强度。


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