多種封裝形式

在過(guò)去十年里，LED 在通用照明應(yīng)用中呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。LED 具有優(yōu)于傳統(tǒng)照明源的巨大優(yōu)勢(shì)，包括可靠性、長(zhǎng)壽命、低功耗、小尺寸、高效率（根據(jù)消耗的能量產(chǎn)生光能）以及高設(shè)計(jì)靈活性。LED 制造商一直致力于提高用戶進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的可行性，通過(guò)融合各種封裝選項(xiàng)改進(jìn)產(chǎn)品。值得研究的 3 個(gè)主要方面為：(a) 分立式元件 (b) 集成陣列和常規(guī)陣列及 (c) 諸如 LED 模塊的封裝解決方案。

分立式高功率照明 LED

一提到照明級(jí) LED，我們通常會(huì)想到分立式高功率（1W 或更高）LED。分立式 LED 為一個(gè)半導(dǎo)體二極管，采用適當(dāng)?shù)莫?dú)立熱機(jī)械封裝。理想情況下，分立式 LED 既高亮又小巧。這些封裝類(lèi)型上的占位區(qū)將隨著時(shí)間的推移而減小。近幾年一些常用的封裝占位尺寸一般為 12 mm2和 6.3 mm2。諸如Philips Lumileds LUXEON Z 系列的 LED 占位尺寸僅 2.2 mm2，提供了極高的設(shè)計(jì)密度。LED 制造商追求以可能的最小封裝尺寸提供盡可能大的光輸出功率。熱阻 (°C/W) 通常是分立式（單個(gè) LED）設(shè)計(jì)的限制因素。具有低熱阻的 LED 封裝具有更好的散熱性能。

圖 1: 分立式高功率照明 LED 示例 - Philips Lumileds的 LUXEON Z 平臺(tái)，其占位尺寸僅 1.3 mm x 1.7 mm = 2.2 mm2

分立式中等功率 LED：新興分類(lèi)

在過(guò)去的幾年里，因涌現(xiàn)了大量線性及分布式照明應(yīng)用，致使多家 LED 制造商瞄準(zhǔn)了一種新產(chǎn)品類(lèi)別：中等功率 LED。此類(lèi)封裝通常定義為 LED 封裝，功耗在 0.2W 到 1.W 之間（3 VDC x [75 mA 至 250 mA]）。此類(lèi)中等功率產(chǎn)品通常采用與更高亮度 (> 1W) 的 LED 相似的占位尺寸，但封裝類(lèi)型不同。較低的成本以及較低的光輸出總功率允許每個(gè)線性儀表?yè)碛懈嗟?LED，實(shí)現(xiàn)更加柔和、更加分散的照明模式，重現(xiàn)用戶所習(xí)慣的柔和視覺(jué)輸出。

陣列

LED 制造商在開(kāi)發(fā)出分立式 LED 產(chǎn)品線后，便很快意識(shí)到將多個(gè) LED 芯片集成在一個(gè)熱機(jī)械封裝中將會(huì)帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)。通用照明應(yīng)用中不斷增加的相關(guān)色溫 (CCT) 一致性要求，便是原因之一。LED 陣列的優(yōu)勢(shì)之一即 LED 制造商能夠通過(guò)一個(gè)分立式封裝進(jìn)行電氣控制并通過(guò)一個(gè)分立式窗口和/或透鏡裝置進(jìn)行光控制，以非常小的實(shí)際占位控制 LED 芯片的混合與匹配。許多封裝形式中常常采用此種配置，最常見(jiàn)的形式為采用單一封裝集成四顆芯片。

集成（板載芯片）陣列

LED 制造商持續(xù)關(guān)注客戶的終端應(yīng)用，志在以另一創(chuàng)新理念滿足其需求：集成陣列或板載芯片 (COB) 陣列。此技術(shù)利用了陣列優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)將 LED 芯片直接安裝至電路板或基板上進(jìn)一步提升了陣列優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而形成了一種獨(dú)特的封裝形式，使得制造商能夠通過(guò)熒光窗口將整個(gè)陣列封裝起來(lái)，并最終能以單個(gè)集成元件實(shí)現(xiàn)高效率、高流明輸出光效。這種封裝陣列在需通過(guò)單個(gè)光源提供高流明輸出時(shí)盡顯魅力。

全方位解決方案 - 模塊

銷(xiāo)售更多 LED 是 LED 制造商所追求之目標(biāo)，但他們意識(shí)到成功的設(shè)計(jì)對(duì)于很多客戶而言是難以做到的。為緩解設(shè)計(jì)難題，許多 LED 制造商一直致力于提升客戶設(shè)計(jì)鏈以為客戶提供全方位的解決方案。這些解決方案通常將 LED、光、電氣和機(jī)械特性結(jié)合到一個(gè)稱(chēng)之為模塊的產(chǎn)品中，Cree的 LMH 產(chǎn)品系列即為一個(gè)代表性示例。

圖 2: Cree的 LMH 模塊，一個(gè)全方位解決方案

結(jié)論

1: LED 模塊為一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè) LED 的光源設(shè)備。