LED的分類與封裝

隨著LED的應用越來越廣，種類更加豐富，下文介紹了LED的常規分類方法。

1.5.1 LED的常見分類

1.按發光顏色分類

按發光管發光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外，有的發光二極管中包含兩種或三種顏色的芯片。

根據發光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發光二極管還

2.平面式封裝(Flat LED)

平面式封裝LED器件是由多個LED芯片組合而成的結構型器件。通過LED的適當(包括串聯和并聯)和合適的光學結構，可構成發光顯示器的發光段和發光點，然后由這發光段和發光點組成各種發光顯示器，如數碼管、“米”字管、矩陣管等。

1)LED數碼管(LED Segment Display)

LED8”字形構成的，加上小數點就是8個。這段分別由字母bcd、ef、g、dp來表示。當數碼管特定的段加上電壓后，這些特的段就會發亮，以形成我們眼睛看到的字樣。圖1-13列舉了不同尺寸的LED數碼管。

LED數碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有05寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數碼管的顯示筆畫常用一個發光二極管組成，而大尺寸的數碼管由兩個或多個發光二極管組成。一般情況下，單個發光二極管的管壓降為18V左右，電流不超過30mA。

LED數碼管以發光二極管作為發光單元，顏色也和Lamp LED一樣可以做很多種類，有單紅、黃、藍、綠、白、七彩效果。主要用于樓體墻面，廣告招牌等。特別適合應用于廣告牌背景、立交橋、河、湖護欄、建筑物輪廓等大型動感光帶之中，可產生彩虹般絢麗的效果。

2)LED點陣(LED Dot Matrix)

該封裝和數碼管差不多，都是應用在信息顯示的。常見的LED點陣模塊如圖1-14所示。 LED 點陣的點數有5x7、8x8、16x16等不同類型;孔的直徑有ф2.0、@3.0、@3.75、ф5.0等不同類型;顏色有單色、雙色、三基色等幾種。

LED點陣的優點是亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩定，因此受到廣泛的重視和迅速發展。

LED 數碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數碼管的顯示筆畫常用一個發光二極管組成，而大尺寸的數碼管由兩個或多個發光二極管組成。一般情況下，單個發光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過30mA。

LED數碼管以發光二極管作為發光單元，顏色也和Lamp LED一樣可以做很多種類，有單紅、黃、藍、綠、白、七彩效果。主要用于樓體墻面，廣告招牌等。特別適合應用于廣告牌背景、立交橋、河、湖護欄、建筑物輪廓等大型動感光帶之中，可產生彩虹般絢麗的效果。

2)LED點陣(LED Dot Matrix)

該封裝和數碼管差不多，都是應用在信息顯示的。常見的 LED點陣模塊如圖1-14所示。 LED點陣的點數有5x7、8x8、16x16 等不同類型;孔的直徑有$2.0、$3.0、$3.75、$5.0等不同類型:顏色有單色、雙色、三基色等幾種。

LED點陣的優點是亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩定，因此受到廣泛的重視和迅速發展。

3.貼片式封裝(SMDLED)

SMD(Surface Mounted Device)LED 是目前LED 最新的發展，它是貼于線路板表面的適合SMT加工，可回流焊，很好地解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題。采用了更輕的PCB和反射層材料，改進后去掉了直插LED較重的碳鋼材料引腳，使顯示反射層需要填充的環氧樹脂更少，目的是縮小尺寸，降低重量。這樣，表面貼裝LED可輕易地將產品重量減輕一半，且具有體積小、散射角大、發光均勻性好、可靠性高等優點，發光顏色包括白光在內的各種顏色，因此被廣泛應用在各種電子產品上。目前主要被應用于3C科技商品上，如手機屏幕背光源、音響背光源、手機按鍵光源、汽車面板背光源、電器按鍵信號燈等應用上，照射角度大，所以光束能夠均勻擴散，但是制作成本極高。圖1-15所示為 SMD-LED 圖示。

19SMD-LED按形狀大小分為0603、0805、1210、5060、1010等。一般SMD都是菱所以其叫法都是根據“長x寬”的尺寸來表示，行業善用的都是英寸，不是毫米，如0603的是長度為0.06英寸，寬度為0.03英寸。也有用毫米表示的，如5050，表示LED元件的度是5.0mm，寬度是5.0mm。

發光顏色和膠體的種類和Lamp LED產品一樣，只是產品的形狀發生了很大的變化

SMD-LED根據應用場合不同，又可以分為Top-LED和Side-LED兩種。 甚至

1)Top-LED(頂部發光LED)

頂部發光 LED 是比較常見的貼片式發光二極管。主要應用于多功能超薄手機和PDA中的照的背光和狀態指示燈。

2)Side-LED(側發光LED) 因此

料、

目前，SMD-LED 封裝的另一個重點便是側面發光封裝。如果想使用LED作為LCD(液

晶顯示器)的背光光源，那么LED的側面發光需與表面發光相同，才能使LCD背光發光均 氧樹

勻。雖然使用導線架的設計，也可以達到側面發光的目的，但是散熱效果不好。不過，Lumik 的T

公司發明反射鏡的設計，將表面發光的LED，利用反射鏡原理來發成側光，成功地將高功率

LED 應用在大尺寸LCD背光模組上。 裝圖

4.食人魚形 LED

食人魚LED，一般呈正方形，采用透明樹脂封裝，四個引腳，負極處有個缺腳。四只腳的設計和留有間距是讓食人魚LED的散熱比一般的LED要好很多，可以通過的工作電流一點，最大可達40~50mA。食人魚是散光型的LED發光角度大于120°，發光強度很高，能承受更大的功率。在小功率LD人魚LED最的，但跟大功率的1W、3W和5W等比較，其亮度就很低。圖1-16所示為食人魚LED。從圖可以看出，之所以把這種LED稱為食人魚，因為它的形狀很像亞馬孫河中的食人魚 Piranha

食人魚LED 越來越受到人們重視，因為它比$3mm、$5mm的LED散熱好、視角大、衰小、壽命長。因此，廣泛應用在線條燈、背光源的燈箱、大字體槽中的光源，以及汽車照明系統。

5.大功率型封裝(High-power LED)

大功率LED是指擁有大額定工作電流的發光二極管，它具有大的耗散功率,大的發熱量較高的出光效率，以及長壽命。

現在普通 LED 功率一般為0.05W、工作電流為20mA，而大功率LED 可以達到 1W、2W甚至數十瓦，工作電流可以是幾十毫安到幾百毫安不等。由于目前大功率LED 在光通量、轉換效率和成本等方面的制約，因此決定了大功率白光 LED短期內的應用主要是一些特殊領域的照明，中長期目標才是通用照明。

功率型LED的熱特性直接影響到LED的工作溫度、發光效率、發光波長、使用壽命等，因此，大功率LED不能簡單地套用傳統小功率LED的封裝，必須在封裝結構設計、選用材料、選用設備等方面重新考慮，研究新的封裝方法。

目前，大功率型LED主要有以下六種封裝形式:沿襲引腳式LED封裝思路的大尺寸環氧樹脂封裝;仿食人魚式環氧樹脂封裝;鋁基板(MCPCB)式封裝;借鑒大功率三極管思路的TO封裝;功率型SMD封裝

6.覆晶封裝(FLIP FLOP LED)

隨著LED的發展，對發光二極管(LED)光源在不同操作環境的穩定性要求更為嚴哉采用覆晶(Flip-chip)封裝技術的LED，較一般 LED 封裝的固晶方式擁有更高的信賴度兼具縮短高溫烘烤的制程時間、高良率、導熱效果佳、高出光量等優勢，遂于LED 市場中穎而出。

通常把晶片經過一系列工藝后形成了電路結構的一面稱作晶片的正面。原先的封裝技是在襯底之上，晶片的正面一直是朝上的，而覆晶封裝技術將晶片的正面反過來，在晶片和襯底之間及電路的外圍使用凸塊(看作竹棒)連接，也就是說，由晶片、襯底、凸塊形成了一個空間，而電路結構就在這個空間里面。這樣封裝出來的芯片具有體積小、性能高、連線短優點。

覆晶封裝技術特性為縮短LED制程于高溫烘烤的時間，可減低物料熱應力:加上芯片所產生的熱經由金凸塊傳導至基板上，因此導熱效果佳，以及去除芯片上電極遮擋出光面積，提高出光量;且制程簡化，易于管控。

半導體照明燈具要進入通用照明領域，生產成本是第一大制約因素。要降低半導體照明燈具的成本，必須首先考慮如何降低LED的封裝成本。傳統的LED燈具做法:LED光源分立器件→MCPCB光源模組→LED燈具,主要是基于沒有適用的核心光源組件而采取的做法不但耗工費時，而且成本較高。實際上，我們可以將“LED光源分立器件→MCPCB光源模組”合二為一，直接將LED芯片和MCPCB一起做成COB光源模塊，用“COB光源模塊→ LED燈具”的路線，不但可以省工省時，而且可以節省器件封裝的成本。

板上芯片封裝(COB)，在基底表面用導熱環氧樹脂(一般用摻銀顆粒的環氧樹脂)覆蓋芯片安放點，然后將芯片直接安放在基底表面，熱處理至芯片牢固地固定在基底為止，

隨后再用絲焊的方法在芯片和基底之間直接建立電氣連接。采用COB封裝后的LED燈具

傳統的LED分立光源器件難以適應照明領域對性能、成本、應用配合和使用習慣的要求， COB光源模塊將成為今后LED光源照明應用的主要封裝形式。

8.系統封裝式(SiPLED)

SiP(System in Package)是近幾年來為適應整機的便攜式發展和系統小型化的要求，在系統芯片System on Chip(SOC)基礎上發展起來的一種新型封裝集成方式。對 SiP-LED而言，不僅可以在一個封裝內組裝多個發光芯片，還可以將各種不同類型的器件(如電源、控制電路、光學微結構、傳感器等)集成在一起，構建成一個更為復雜的、完整的系統。同其他封裝結構相比，SiP具有工藝兼容性好(可利用已有的電子封裝材料和工藝)，集成度高，成本低，可提供更多新功能，易于分塊測試，開發周期短等優點。

1.6 LED的應用

LED的應用很廣，如通信、消費性電子、汽車、照明、信號燈等，可大體區分為信息顯示等。

審核編輯：符乾江