LED灯珠封装需要哪些原材料特性与应用解析

LED灯珠封装需要哪些原材料特性与应用解析

在LED显示技术中，LED封装起着至关重要的作用。而不同的原材料决定了LED封装的性能和质量。本文将深入探讨LED封装中所使用的各类原材料，包括LED支架、LED芯片、固晶胶、键合线和封装胶等，全面了解它们的具体分类和性能特性，以及在LED封装中的重要作用。

LED 支架

LED支架通常由铜（也有铁材、铝材及陶瓷等）制成，因其良好的导电性而被广泛应用。支架内部设有引线，用于连接LED灯珠内部电极。封装成形后，灯珠可从支架上取下，灯珠两头的铜脚成为正负极，便于焊接到LED灯具或其他成品。

LED支架可按不同方式分类：

• 按产品类型分为SMD支架、PCB板、直插支架、灯丝支架。
• 按支架材质分为铜支架、铁支架、BT基板、铝基板、陶瓷基板等。
• 按镀层种类分为铜镍银、化学/电镀镍金、电镀软金、镍钯金、化学锡、OSP等。UINCH（微英寸/迈）是单位，1U’≈0.0254um。

LED 芯片

LED芯片又称LED发光芯片，是固态半导体器件，为LED显示器件的核心组件，即P-N结。其主要功能是将电能转化为光能，主要材料为单晶硅。半导体晶片由P型半导体（空穴占主导）和N型半导体（电子为主）组成，连接时形成P-N结。当电流通过导线作用于晶片时，电子被推向P区，与空穴复合，以光子形式发出能量，这就是LED发光原理。

LED芯片来料标签通常标明参数：Type（产品系列）、主波长WLD（单位nm）、亮度LV（单位为mcd或mW）、电压VF（单位V），包括Min（最小值）、Avg（平均值）、Max（最大值）、Std（标准偏差）。

LED芯片可按多种方式分类：

• 按颜色分为红（R）、绿（G）、蓝（B）三色，波长范围分别为620-760nm、492-577nm和435-480nm。
• 按芯片排列方式分为圆片和方片。
• 按芯片结构分为垂直结构（单电极）和水平结构（双电极）。
• 按尺寸主要分为红光3.2mil、3.5mil、4.2mil，和蓝绿光45mil、46mil、56mil、810mil等。Mil是长度单位，1mil≈25.4um。

固晶胶

固晶胶作用是将晶片粘结在支架指定区域，用于固定和导电。分为导电胶和绝缘胶，垂直结构红光通常使用导电胶，水平结构蓝绿光使用绝缘胶。固晶胶是LED晶片与支架粘接的核心部分，其好坏直接决定LED的散热性能。

键合线

键合线又称晶线，是连接LED支架和芯片、传输电信号的材料，是半导体生产不可或缺的核心材料。按材质分类有金线、银线、铜线、铝线、镀钯铜线、合金线等；按线径分类有0.7mil、0.8mil、0.9mil、1.0mil等多种规格。

封装胶

封装胶用于保护芯片及框架内部结构不受外部环境影响，封胶后起到防水、防潮、防尘密封作用，并提供优秀的光学性能。封装胶一般包括环氧树脂、有机硅和改性材料。

• 环氧树脂：优点是透光率高，粘接性能优良、机械力学性能好，电绝缘性和密封性能较好，成本低，易成型；缺点是高温不耐黄变，耐候性差。
• 有机硅：优点是高透明性、耐高低温性，耐候性和热稳定性好；缺点是与LED支架的粘接性差。
• 改性材料：通过物理共混或化学改性方式获得综合性能提升的封装胶。物理共混是将有机硅树脂预聚物和环氧树脂预聚物混合，加入固化剂固化成型，但共混材料相容性差，易分离。化学改性是在有机硅树脂中引入环氧基团，提高机械性能和粘接性。

通过对LED封装中各类原材料的详细了解，我们可以更好地把握LED封装的技术要点和质量控制。不同的原材料在LED封装中发挥着各自独特的作用，选择合适的原材料对于提高LED产品的性能和可靠性至关重要。随着技术的不断进步，相信LED封装原材料将不断创新和优化，为LED显示技术的发展提供更强大的支持。