李小红 柴储芬 彭万华
摘要：本文首先简要介绍功率型led封装技术的国内外发展动态，论述功率型led关键的封装技术，并对我国发展功率型led提些建议。
一、引言
半导体发光二极管简称LED，从上世纪六十年代研制出来并逐步走向市场化，其封装技术也是不断改进和发
展。LED由最早用玻璃管封装发展至支架式环氧封装和表面贴装式封装，使得小功率LED获得广泛的应用。从上世纪九十年代开始，由于LED外延、芯片技术上的突破，四元系AlGaInP和GaN基的LED相继问世，实现了LED全色化，发光亮度大大提高，并可组合各种颜色和白光。器件输入功率上有很大提高。目前单芯片1W大功率led已产业化并推向市场，台湾国联也已研制出10W的单芯片大功率led。这使得超高亮度LED的应用面不断扩大，首先进入特种照明的市场领域，并向普通照明市场迈进。由于led芯片输入功率的不断提高，对这些功率型LED的封装技术提出了更高的要求。功率型led封装技术主要应满足以下二点要求：一是封装结构要有高的取光效率，其二是热阻要尽可能低，这样才能保证功率LED的光电性能和可靠性。所以本文将重点对功率型LED的封装技术作介绍和论述。
二、功率型LED封装技术现状
由于功率型LED的应用面非常广，不同应用场合下对功率LED的要求不一样。根据功率大小，目前的功率型LED分为普通功率LED和W级功率LED二种。输入功率小于1W的LED（几十mW功率LED除外）为普通功率LED；输入功率等于或大于1W的LED为W级功率LED。而W级功率LED常见的有二种结构形式，一种是单芯片W级功率LED，另一种是多芯片组合的W级功率LED。
1．国外功率型LED封装技术：
（1）普通功率LED
根据报导，最早是由HP公司于1993年推出“食人鱼”封装结构的LED，称“Super flux LED”，并于1994年推出改进型的“Snap LED”，其外形如图1所示。它们典型的工作电流，分别为70mA和150mA，输入功率分别为0.1W和0.3W。
Osram公司推出“Power TOP LED”是采用金属框架的PLCC封装结构，其外形图如图2所示。之后其他一些公司推出多种功率LED的封装结构。其中一种PLCC-4结构封装形式，其功率约200~300mW，这些结构的热阻一般为75~125℃/W。总之，这些结构的功率LED比原支架式封装的LED输入功率提高几倍，热阻下降几倍。
（2）W级功率LED
W级功率LED是未来照明的核心部分，所以世界各大公司投入很大力量，对W级功率封装技术进行研究开发，并均已将所得的新结构、新技术等申请各种专利。
单芯片W级功率LED最早是由Lumileds公司于1998年推出的Luxeon LED，其结构如图3所示，根据报导，该封装结构的特点是采用热电分离的形式，将倒装芯片用硅载体直接焊接在热沉上，并采用反射杯、光学透镜和柔性透明胶等新结构和新材料，提高了器件的取光效率并改善了散热特性。可在较大的电流密度下稳定可靠的工作，并具有比普通LED低得多的热阻，一般为14~17℃/W，现有1W、3W和5W的产品。该公司近期还报导［1］推出Luxeon III LED 产品，由于对封装和芯片进行改善，可在更高的驱动电流下工作，在700mA电流工作50000小时后仍能保持70%的流明，在1A电流工作20000小时能保持50%的流明。
Osram公司于2003年推出单芯片的“Golden Dragon”系列LED［2］，如图4所示，其结构特点是热沉与金属线路板直接接触，具有很好的散热性能，而输入功率可达1W。
我国台湾UEC公司（国联）采用金属键合（Metal Bonding）技术封装的MB系列大功率LED［3］其特点是用Si代替GaAs衬底，散热好，并以金属黏结层作光反射层，提高光输出。现有LED单芯片面积分别为：0.3×0.3mm2、1×1mm2和2.5×2.5mm2的芯片，其输入功率分别有0.3W 、1W和10W，其中2.5×2.5mm2芯片光通量可达200lm，0.3W 和1W产品正推向市场。
多芯片组合封装的大功率LED，其结构和封装形式较多，这里介绍几种典型的结构封装形式：
①美国UOE公司于2001年推出多芯片组合封装的Norlux系列LED［4］，其结构是采用六角形铝板作为衬底，如图5所示，铝层导热好，中央发光区部分可装配40只芯片，封装可为单色或多色组合，也可根据实际需求布置芯片数和金线焊接方式，该封装的大功率LED其光通量效率为20lm/W，发光通量为100lm。
②Lanina Ceramics公司于2003年推出采用公司独有的金属基板上低温烧结陶瓷（LTCC-M）技术封装的大功率LED阵列［5］，有二种产品：一种为7元LED阵列，光通量为840lm，功率为21W。另一种是134元LED阵列，光通量为5360lm，功率134W。由于LTCC-M技术是将led芯片直接连接到密封阵列配置的封装盒上，因此工作温度可达250℃。
③松下公司于2003年推出由64只芯片组合封装的大功率白光LED［6］，光通量可达120lm，采用散热性能优良的衬底，把这些芯片封装在2cm2
