LED是一種半導體，通電即會發光。憑借其高效率、長壽命和其他突出的特點，成為LCD液晶顯示模組的核心材料，為LCD的背光模組提供足夠的光源；其應用場景如下圖所示：

1LED封裝的概述

封裝的必要性：

LED芯片只是一塊很小的固體，它的兩個電極要在顯微鏡下才能看見，需加入電流之后它才會發光。

在制作工藝上，除了要對LED芯片的兩個電極進行焊接，從而引出正極負極之外，同時還需要對LED芯片和兩個電極進行保護。

封裝的作用：

研發低熱阻、優異光學特性、高可靠的封裝技術是新型LED走向實用、走向市場的產業化必經之路。

LED技術大都是在半導體分離器件封裝技術基礎上發展與演變而來的。將普通二極管的管芯密封在封裝體內，起作用是保護芯片和完成電氣互連

封裝的目的：

LED的封裝是為了維護本身的氣密性，并保護不受周圍環境中濕度與溫度的影響，以及防止組件受到機械振動、沖擊產生破損而造成組件特性的變化。因此，封裝的目的有下列幾點:

(1)防止濕氣等由外部侵入

(2)以機械方式支持導線

(3) 有效地將內部產生的熱排出

(4)提供能夠手持的形體

2LED芯片主要的三種流派結構介紹

LED正裝芯片是較早出現的芯片結構，也是小功率芯片中普遍使用的芯片結構。該結構，電極在上方，從上至下材料為：P-GaN，發光層，N-GaN，襯底。所以，相對倒裝來說就是正裝。

為了避免正裝芯片中因電極擠占發光面積從而影響發光效率，芯片研發人員設計了倒裝結構，即把正裝芯片倒置，使發光層激發出的光直接從電極的另一面發出(襯底被剝去，芯片材料是透明的)，同時，針對倒裝設計出方便LED封裝廠焊線的結構，從而，整個芯片稱為倒裝芯片(Flip Chip)，該結構在大功率芯片較多用到。

正裝結構由于p，n電極在LED同一側，容易出現電流擁擠現象，而且熱阻較高，而垂直結構則可以很好的解決這兩個問題，可以達到很高的電流密度和均勻度。未來燈具成本的降低除了材料成本，功率做大減少LED顆數顯得尤為重要，垂直結構能夠很好的滿足這樣的需求。這也導致垂直結構通常用于大功率LED應用領域，而正裝技術一般應用于中小功率LED。

3LED芯片正裝結構介紹

優缺點：

該結構簡單，制作工藝相對成熟。然而正裝結構LED有兩個明顯的缺點，首先正裝結構LED p、n電極在LED的同一側，電流須橫向流過N-GaN層，導致電流擁擠，局部發熱量高，限制了驅動電流;其次，由于藍寶石襯底的導熱性差，嚴重的阻礙了熱量的散失。

應用現狀：

藍寶石襯底的正裝結構LED以工藝簡單、成本相對較低一直是GaN基LED的主流結構目前大多數企業仍采用這種封裝結構，在我國LED生產技術較國際水平仍有一定差距的情況下，多數企業為節約生產與研發成本，仍在采用正裝封裝技術，正裝結構LED在國內市場上仍有很大的市場

4LED芯片倒裝結構介紹

優點:

1、沒有通過藍寶石散熱，從芯片PN極上的熱量通過金絲球焊點傳到Si熱沉，Si(硅)是散熱的良導體，其散熱效果遠好于靠藍寶石來散熱。故可通大電流使用

2、尺寸可以做到更小，密度更高，能增加單位面積內的I/O數量;光學更容易匹配:

3、是散熱功能的提升，使芯片的壽命得到了提升;

4、是抗靜電能力的提升

5、是為后續封裝工藝發展打下基礎

缺點:

1、倒裝LED 技術目前在大功率的產品上和集成封裝的優勢更大，在中小功率的應用上，成本競爭力還不是很強。

2、倒裝LED顛覆了傳統LED 工藝，從芯片一直到封裝，這樣會對設備要求更高，就拿封裝才說能做倒裝芯片的前端設備成本肯定會增加不少，這就設置了門檻讓一些企業根本無法接觸到這個技術。

應用現狀：

目前，做此類芯片的廠商還很少對制造設備的要求比較刻，制造成本還比較高。因此，在市場應用還不是很廣泛，但應用前景較廣闊。

5LED芯片垂直結構介紹

優缺點：

1、目前，現有的所有顏色的垂直結構LED：紅光LED、綠光LED、藍光LED及紫外光LED，都可以制成通孔垂直結構LED有極大的應用市場。

2、所有的制造工藝都是在芯片( wafer )水平進行的。

3、由于無需打金線與外界電源相聯結，采用通孔垂直結構的 LED 芯片的封裝的厚度降低。因此，可以用于制造超薄型的器件，如背光源等。

4、抗靜電能力強

5、可以采用較大直徑的通孔/金屬填充塞和多個的通孔/金屬填充塞進一步提高襯底的散熱效率。這一特點對大功率LED尤其重要。

應用現狀：

垂直結構的藍光芯片是在正裝的基礎上產生的，這種芯片是將傳統藍寶石襯底的芯片倒過來鍵合在導熱能力較好的硅襯底或金屬等襯底上，再將藍寶石襯底激光剝離。這種結構的芯片解決了散熱瓶頸問題，但工藝復雜，特別是襯底轉換這個過程實現難度大，生產合格率也較低。目前在市場上發展的一直不溫不火。

6結束語

隨著LED功率化、高效化、低成本、高可靠性的不斷發展，對封裝技術的要求將越來越苛刻，尤其是封裝材料和封裝工藝。封裝技術比較復雜，需要綜合考慮光學、熱學、電學、結構等方面的因素，同時低熱阻、穩定好的封裝材料和新穎優異的封裝結構仍是LED封裝技術的關鍵。在新的封裝材料與新的封裝結構完美的結合下，舒適、美觀和智能化的LED照明產品將不斷涌現。

審核編輯：湯梓紅