大功率LED封装介绍

 
 大功率LED器件的顶部透镜之光学设计也是十分重要的，我们通常的做法是：在进行光学透镜设计时应充分考虑最终照明器具的光学设计要求，尽量配合应用照明器具的光学要求进行设计。
 
 常用的透镜形状有：
 
 凸透镜、凹锥透镜、球镜、菲涅尔透镜、组合式透镜等。透镜与大功率LED器件的装配方法理想的情况应采取气密性封装，如果受透镜形状所限也可采取半气密性封装。透镜材料应选择高透光的玻璃或亚克力等合成材料。也可以采用传统的环氧树脂模组式封装，加上二次散热设计也基本可以达到提高出光率的效果。
 
 四、电气保护　
 
 我们实测发现以SiC为底衬的InGaN抗ESD人体模式（HBM）能达1100V以上。而一般似蓝宝石Al2O3为底衬的InGaN抗ESD仅能达400~500V左右（不同厂牌产品之综合结果），如此低的抗ESD能力给LED LAMP封装厂商和下游电子应用厂商带来了极大的不便。从同业相关资料得知，每年电子组件制造商因ESD静电防护问题损失十分惊人，装配与消费者使用过程都有一定的损失产生。我们知道，高ESD抗的SiC碳化硅比蓝宝石Al2O3为底衬材料有一定的抗静电优势，但也无法根本解决ESD问题。
  非正式统计从不同层面的电子制造商有以下表之损失估计报告
 ESD对各电子制造商的平均损失ESD Informal Summary of Static Losses by Level
 Static Losses Reported, ESD 静电损失
 各层制造商 Min. Loss Max. Loss Est. Avg. Loss
 组件商 Component Manufacturer 4% 97% 16-22%
 承造商 Subcontractors 3% 70% 9-15%
 次承造商Contractors 2% 35% 8-14%
 用户 User 5% 70% 27-33%
 Source:　Stephen　Halperin,“Guidelines for Static Control Management,”Eurostat,1990
 
 ESD之不同层次的来源
 ESD来源 10-25%RH 65-90%RH
 行走在地毯上Walking across carpet 35，000V 1，500V
 行走在胶地板Walking across vinyl tile 12，000V 250V
 工人在工作台 Worker at bench 6，000V 100V
 捡起胶袋Poly bag picked up form bench 20，000V 1，200V
 发泡胶之椅了Chair with urethane foam 18，000V 1，500V
 
 我们发现，如果在大功率LED器件封装结构中加入芯片外围的抗ESD二极管，可以将抗ESD的能力提高到8500V以上。基本解决了不同层面的电子制造商的ESD损失问题，实际应用效果很好。
 
 五、发展趋势及结束语
 
 我们知道，LED芯片的外量子效率取决于外延材料的内量子效率与芯片的取光效率。目前大功率型LED所采用的外延材料为MOCVD外延生长技术和多量子阱结构，虽然现在其内量子效率并未达到最高，还有进一步提高的空间。但是我们发现，获得LED器件高光通量的最大障碍依旧是芯片的取光方式与高出光效率的封装结构的设计。
 从LED1970年到2003年这三十多年的发展经验可以得知：LED的光通量大约每16-20月就要增加2.2倍。所以讲，在可以预期的五年时间内照明级大功率LED器件的光效率达到100Lm/W将是有可能的事情。但是，我们并不能坐等大功率LED芯片达到此光效才来进行封装技术的开发与应用。我们认为，照明级大功率LED器件光效的提高有赖于芯片光效的提高和封装取光散热技术的提高的同步进行才能做到。同时，LED制造设备厂商也应同步进行此类设备的开发。
 
 愿LED能够早日成为照明科技的主流产品，为国计民生贡献力量。