¿Qué es la tecnología de embalaje LED?
De: Foro Internacional de Tecnología LED
La tecnología de embalaje LED se desarrolla y evoluciona principalmente en función de la tecnología de embalaje de dispositivos discretos, pero tiene grandes particularidades. Generalmente, la matriz de un dispositivo discreto está sellada en un paquete. La función principal del paquete es proteger la matriz y completar la interconexión eléctrica. El paquete LED es para completar la salida de señales eléctricas, proteger el funcionamiento normal del núcleo del tubo y la salida: la función de luz visible tiene parámetros eléctricos y ópticos. El diseño y los requisitos técnicos no pueden usarse simplemente en el empaque. Dispositivos discretos para LED.
La parte central emisora de luz del LED es una matriz de unión pn compuesta de semiconductores tipo p y tipo n. Cuando los portadores minoritarios inyectados en la unión pn se recombinan con los portadores mayoritarios, la luz visible y la ultravioleta. Se emitirá luz o luz infrarroja cercana. Sin embargo, los fotones emitidos desde la zona de unión pn no son direccionales, es decir, tienen la misma probabilidad de ser emitidos en todas direcciones, por lo que no toda la luz generada por el núcleo del tubo puede ser liberada. La calidad del material semiconductor, la estructura y geometría del núcleo del tubo, la estructura interna y los materiales de embalaje del paquete, y la aplicación requieren mejorar la eficiencia cuántica interna y externa del LED. El paquete LED convencional de φ5 mm consiste en unir o sinterizar un tubo cuadrado con una longitud lateral de 0,25 mm en el marco del cable. El electrodo positivo del tubo se une al cable de oro a través de un punto de contacto esférico y se une a un cable interno conectado a. un pin, y el electrodo negativo se conecta a un pin a través de un reflejo. La copa se conecta a otro pin del marco de cables y luego la parte superior se encapsula con epoxi. La función de la copa reflectante es recoger la luz emitida desde el lateral y la interfaz del núcleo del tubo y emitirla en el ángulo de dirección deseado. La resina epoxi encapsulada en la parte superior tiene una forma determinada y tiene varias funciones: proteger el núcleo del tubo de la erosión externa; usar diferentes formas y propiedades del material (con o sin dispersante) para actuar como una lente o función de lente de difusión para controlar la divergencia. El ángulo de refracción del núcleo del tubo está demasiado relacionado con el índice de refracción del aire, lo que hace que el ángulo crítico de reflexión total dentro del núcleo del tubo sea muy pequeño. Se saca y la mayor parte se absorbe fácilmente en el tubo. El interior del núcleo se absorbe después de múltiples reflexiones y es probable que se produzca una reflexión total, lo que provoca una pérdida excesiva de luz. Se utiliza una resina epoxi con un índice de refracción correspondiente. como transición para mejorar la eficiencia de emisión de luz del núcleo del tubo. La resina epoxi utilizada para formar la carcasa del tubo debe tener resistencia a la humedad, aislamiento, resistencia mecánica y un alto índice de refracción y transmitancia de la luz emitida por el núcleo del tubo. Al seleccionar materiales de embalaje con diferentes índices de refracción, el impacto de la geometría del embalaje en la eficiencia del escape de fotones es diferente. La distribución angular de la intensidad luminosa también está relacionada con la estructura del troquel, el método de salida de luz y el material y la forma de la lente del embalaje. Si se utiliza una lente de resina puntiaguda, la luz se puede concentrar en la dirección axial del LED y el ángulo de visión correspondiente será menor; si la lente de resina superior es redonda o plana, el ángulo de visión correspondiente aumentará.
Generalmente, la longitud de onda luminosa del LED cambia con la temperatura a 0,2-0,3 nm/℃, y el ancho del espectro aumenta en consecuencia, afectando el brillo del color. Además, cuando la corriente directa fluye a través de la unión pn, la pérdida de calor hace que la temperatura del área de la unión aumente cerca de la temperatura ambiente, por cada aumento de 1 °C en la temperatura, la intensidad luminosa del LED disminuirá correspondientemente aproximadamente. 1%, y la disipación de calor del paquete mantendrá el color. La pureza y la intensidad luminosa son muy importantes. En el pasado, a menudo se usaban métodos para reducir la corriente de conducción y disminuir la temperatura de la unión. La corriente de conducción de la mayoría de los LED se limita a aproximadamente. 20ma. Sin embargo, la salida de luz de los LED aumentará con el aumento de la corriente. En la actualidad, la corriente de conducción de muchos LED de potencia puede alcanzar el nivel de 70 ma, 100 ma o incluso 1 a. Es necesario mejorar la estructura del empaque, un nuevo concepto de diseño del empaque de LED. estructura de embalaje de baja resistencia térmica y tecnología para mejorar las características térmicas. Por ejemplo, se adopta una estructura de chip flip-chip de gran área, se selecciona pegamento plateado con buena conductividad térmica, se aumenta el área de superficie del soporte de metal y el soporte de silicio de la protuberancia de soldadura se monta directamente sobre el calor. hundir. Además, en el diseño de aplicaciones, el diseño térmico y la conductividad térmica de las placas de circuito PCB también son muy importantes.
Después de entrar en el siglo XXI, los LED han seguido desarrollándose e innovando en términos de alta eficiencia, brillo ultraalto y color completo. La eficiencia lumínica de los LED rojos y naranjas ha alcanzado los 100 m/w. el de los LED verdes es de 501 m/w. El flujo luminoso de los LED también alcanza decenas de im. Los chips y paquetes LED ya no siguen los conceptos de diseño tradicionales ni los modelos de producción de fabricación. En términos de aumentar la salida de luz del chip, la investigación y el desarrollo no se limitan a cambiar la cantidad de impurezas, defectos de la red y dislocaciones en el material para mejorar la eficiencia interna. Al mismo tiempo, cómo mejorar la estructura interna del núcleo del tubo y el paquete puede mejorar la probabilidad de emisión de fotones dentro del LED, mejorar la eficiencia de la luz, resolver la disipación de calor, optimizar el diseño de extracción de luz y disipador de calor, mejorar el rendimiento óptico. y acelerar el proceso SMD de montaje en superficie, que es la dirección principal de investigación y desarrollo en la industria.