大功率LED高导热烧结银及其封装技术和趋势 

大功率LED封装由于结构和工艺复杂，并直接影响到LED的使用性能和寿命，一直是近年来的研究热点，特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。LED封装的功能主要包括：1.机械保护，以提高可靠性；2.加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能；3.光学控制，提高出光效率，优化光束分布；4.供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制等。

LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展，LED封装先后经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等发展阶段。随着芯片功率的增大，特别是固态照明技术发展的需求，对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻，提高出光效率，采用全新的技术思路来进行封装设计。

一 大功率LED烧结银、高导热导电银胶

导电胶是IED生产封装中不可或缺的一种胶水，其对导电银胶的要求是导电、导热性能要好，剪切强度要大，并且粘结力要强。

善仁新材作为世界电子胶粘剂的，公司以“您身边的电子粘结防护”为服务宗旨。公司开发的导电银胶、导电银浆、烧结银、导电油墨、可焊接导电银浆、透明导电油墨等八大系列光电胶粘剂具有很高的产品性价比，公司在拥有158家世界五客户。

善仁新材开发的烧结银AS9330和导电银胶导电性好、剪切力强、流变性也很好、并且吸潮性低。高导热的烧结银更适合大功率高亮度LED的封装。

二、大功率LED封装关键技术

大功率LED封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面，这些因素彼此既相互立，又相互影响。其中，光是LED封装的目的，热是关键，电、结构与工艺是手段，而性能是封装水平的具体体现。从工艺兼容性及降低生产成本而言，LED封装设计应与芯片设计同时进行，即芯片设计时就应该考虑到封装结构和工艺。否则，等芯片制造完成后，可能由于封装的需要对芯片结构进行调整，从而延长了产品研发周期和工艺成本，有时甚至不可能。

具体而言，大功率LED封装的关键技术包括：

（一）低热阻封装工艺

对于现有的LED光效水平而言，由于输入电能的80％左右转变成为热量，且LED芯片面积小，因此，芯片散热是LED封装解决的关键问题。主要包括芯片布置、封装材料选择（基板材料、热界面材料）与工艺、热沉设计等。

LED封装热阻主要包括材料（散热基板和热沉结构）内部热阻和界面热阻。散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量，并传导到热沉上，实现与外界的热交换。常用的散热基板材料包括硅、金属（如铝，铜）、陶瓷（如Al2O3，AlN，SiC）和复合材料等。如Nichia公司的第三代LED采用CuW做衬底，将1mm芯片倒装在CuW衬底上，降低了封装热阻，提高了发光功率和效率；Lamina Ceramics公司则研制了低温共烧陶瓷金属基板，并开发了相应的LED封装技术。该技术制备出适于共晶焊的大功率LED芯片和相应的陶瓷基板，然后将LED芯片与基板直接焊接在一起。由于该基板上集成了共晶焊层、静电保护电路、驱动电路及控制补偿电路，不仅结构简单，而且由于材料热导率高，热界面少，大大提高了散热性能，为大功率LED阵列封装提出了解决方案。德国Curmilk公司研制的高导热性覆铜陶瓷板，由陶瓷基板（AlN或Al2O3）和导电层（Cu）在高温高压下烧结而成，没有使用黏结剂，因此导热性能好、强度高、绝缘性强。其中氮化铝（AlN）的热导率为160W/mk，热膨胀系数为4.0×10－6/℃（与硅的热膨胀系数3.2×10－6/℃相当），从而降低了封装热应力。

善仁公司的开发的9375全烧结银，导热系数大于200W， 也可以用于陶瓷基板的导电层。