[发明专利]一种微体积多LED集成单元的封装方法及其电极封装方法

说明书

技术领域

一种微体积多LED集成单元的封装方法及其电极封装方法属于LED制造领域，具体涉及LED灯的封装方法。

背景技术

在1879年爱迪生发明碳丝白炽灯之后，照明技术便进入一个崭新的时代。白炽灯从它问世的那一天起，就带有先天性缺陷，钨丝加热耗电大，灯泡易碎耗能大，而且容易触电。荧光灯虽说比白炽灯节电节能，但对人的视力不利，灯管内的汞也有害于人体和环境。然而，真正引发照明技术发生质变的还是LED。

LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，有望成为“第四代光源”，与传统照明技术相比，LED的最大区别是结构和材料的不同，它是一种能够将电能转化为可见光的半导体，上下两层装有电极，中间有导电材料，可以发光的材料在两电极的夹层中，光的颜色根据材料性质的不同而有所变化。LED由超导发光晶体产生超高强度的灯光，它发出的热量很少，不像白炽灯浪费太多热量，也不像荧光灯因消耗高能量而产生有毒气体，也不像霓虹灯要求高电压而容易损坏，LED已被全球公认为新一代的环保高科技光源。

LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

LED具有以下优点。

①可靠性高、寿命长：LED为固体冷光源，抗震动，灯体内没有松动的部分，不存在等死发光易烧、热沉积、逛衰等缺点，使用寿命可达60000～100000h，比传统光源寿命长10倍以上。LED性能稳定，可在-30～+50℃环境下正常工作。

②发光效率高：目前LED的发光效率比白炽灯高2～3倍。近年来随着LED技术的不断发展，发光效率每年都有大幅度地提高，很快就可以达到100lm/W。

③发热量低：LED运用冷光源，眩光小，无红外辐射，因此，在发热方面，LED比白炽灯的发热量小许多。

④响应速度快：因为LED利用电子-空穴湮灭直接发光的现象，因此，发光的响应时间非常短，通常在100ms以下。

⑤耐碰撞：除了光学特性之外，传统光源使用的都是玻璃管，因此具有不耐震动和易碎的特点；LED不使用玻璃，因此具有抗振动和抗碰撞的优点。

⑥体积小、轻便：LED是由半导体材料制作的固体光源，具有体积小、轻便的特点，因此在设计中可以充分利用这一点。

⑦新型绿色环保光源：LED运用冷光源，眩光小，无辐射，使用中不发出有害物质。LED工作电压低，直流驱动，超低功耗(单管0.03～0.06W)，电光功率转换接近100％，相同照明效果比传统光源节能80％以上。LED环保效益更佳，LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，可见光效率高达80％～90％，同等光效的白炽灯可见光效率仅为10％～20％。光谱中没有紫外线和红外线，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

近几年，LED迅速发展，LED的发光效率增长100倍，成本下降10倍，其发展前景吸引了全球照明产品制造商加入LED光源及市场开发。LED被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。

LED封装技术就是对LED发光芯片进行封装，制成可直接使用的光源。LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要四保护管芯和完成电气连接。而LED封装则是要完成输出电信号、保护管芯正常工作、输出可见光的功能，既有电参数的设计与技术要求，又有光参数的设计与技术要求，所以LED的封装技术对于最终LED光源的发光特性具有非常重要的影响。

常规的LED封装有炮弹型和表面贴装型。炮弹型LED封装是在带引线框架的杯内装入LED芯片，周围用环氧树脂炮弹型封装，主要尺寸为表面贴装型LED的封装外形千差万别，但都是在陶瓷或树脂成形的空腔内安装LED芯片，然后再在空腔填充树脂或硅树脂等。

LED以其卓越的优点有望成为“第四代光源”。但是，LED仍存在如下问题需要改进：

(1)发光量低。LED是几百微米级的半导体，通过芯片的电流有几十毫安，电压约为3V，用电量非常低，约为100mW，因此尽管发光效率高，但发光量并不大，比传统光源的功率低，发光量弱。

(2)可选颜色少。目前市场上作为光源使用的可购买的LED的发光颜色基本仅为红、蓝、绿三色，对于需要其他颜色作为光源的应用场合存在很大的不便。