LED封裝技術大部是在分立器件封裝技術基礎上發展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。—般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而LED封裝則完成輸出電信號、保護管芯正常工作、輸出可見光的功能。既有電參數又有光參數的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用于LED。LED的核心發光部分是由P型和N型半導體構成的PN結管芯，當注入PN結的少數載流子與多數載流子復合時，就會發出可見光、紫外光或近紅外光。

PN結區發出的光是非定向的，即向各個方向發自有相同的概率，因此，并不是管芯產生的所有光部可以釋放出來，這主要取決于半導體材料的質量、管芯結構及幾何形狀、封裝內部結構與包封材料。常規Φ5mm型LED封裝是將邊長0.25mm的正方形管芯黏結或燒結在引線架上，管芯的正很通過球形接觸點與金絲鍵合為內引線與—條引腳相連，負很通過反射杯和引線架的另引腳相連，然后其頂部用環氧樹脂包封。反射杯的作用是收集管芯側面、界面發出的光，向期望的方向角內發射。頂部包封的環氧樹脂做成定形狀，有這樣幾種作用保護管芯等不受外界侵蝕，采用不同的形狀和材料性質f摻或幣I謄散色劑），起透鏡或漫射透鏡功能，控制光的發散角，管芯折射率與空氣折射率相關太大，致使管芯內部的全反射缶界角很小，其有源層產生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯內部經多次反射而被吸收，易發生全反射導魏過多光損失，選用相應折射率的環氧樹脂作過渡，提高管芯的光出射效率。構成管殼的環氧樹脂需具有耐濕性、絕緣性、機械強度、對管芯發出光的折射率和透射率高。選擇不同折射率的封裝~l斟，封裝幾伺形狀對光子逸出效率的影響是不同的，發光強度的角分布也與管芯結構、光輸出方式、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若采用尖形樹脂透鏡，可使光集中到LED的軸線方向，相應的視角較小，如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平面型，其相應視角將增大。

—般情況下，LED的發光渡長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當正向電流流經PN結，發熱性損耗使結區產生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，LED的發光強度會相應地減少1%左右，封裝散熱保持色純度與發光強度非常重要，以往多采用減少其驅動電流的辦法來降低結溫，多數LED的驅動電流限制在20mA左右。但是，LED的光輸出會隨電流的增大而增加。目前，很多功率型LED的驅動電流可以達到70mA、100mA甚至1A級，需要改進封裝結構，采用全新的LED封裝設計理念和低熱阻封裝結構及技術，來改善熱特性。例如，采用大面積芯片倒裝結構，選用導熱性能好的銀膠，增大金屬支架的表面積，焊料凸點的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外，在應用設計中，PCB線路板等的熱設計、導熱性也十分重要。

進入21世紀后,LED的高效化、很高亮度化、全色化不斷發展創新，紅、橙LED光效已達到100lm/W，綠LED為50lm/W，單只LED的光逼量也達到數+lm。LED芯片和封裝不再沿襲傳統的設計理念與制造生產模式，在增加芯片的光輸出方面，研發不僅僅限于改變材料內雜質數量、晶格缺陷和位錯來提高內部效率。同時，如何改善管芯及封裝內部結構，增強LED內部產生光子出射的概率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優化設計，改進光學性能，加速表面貼裝化SMD進程更是產業界研發的主流方向。

產品封裝結構類型

自20世紀90年代以來，LED芯片及材料制作技術的研發取得多項突破，透明襯底梯形結構、紋理表面結構、芯片倒裝結構，商品化的很高亮度（1cd以上）紅、橙、黃、綠、藍的LED產品相繼問市。2000年開始在低、中光通量的特殊照明中獲得應用。

LED的上、中游產業受到前所未有的重視，進步推動下游的封裝技術及產業發展。采用不同封裝結構形式與尺寸，不同發光顏色的管芯及其雙色或三色組合方式，可生產出多種系列的產品。

LED產品封裝結構的類型很多，可根據發光顏色、芯片材料、發光亮度、尺寸大小等特征來分類。單個管芯一般構成點光源，多個管芯組裝一般構成面光源和線光源，作信息、狀態指示及顯示用，發光顯示器是用多個管芯，通過管芯的適當連接（包括串聯和并聯）與臺適的光學結構組合而成的，構成發光顯示器的發光段和發光點。表面貼裝LED可逐漸替代引腳式LED。應用設計更靈活，已在LED顯示市場中占有定的份額，有加速發展趨勢。固體照明光源有部分產品上市，成為今后LED的中、長期發展方向。

引腳式封裝

LED引腳式封裝采用引線架作各種封裝外形的引腳，是較先研發成功并投放市場的封裝結構。其品種數量繁多，技術成孰度較高，封裝內結構與反射層仍在不斷改進。標準LED大多數客戶認為是目前顯示行業中較方便、較經濟的解決方案，典型的專統LED置在能承受0.1W輸入功率的包封內，其90%的熱量由負很的引腳架散發至PCB。再散發到空氣中。如何降低工作時PN結的溫升是封裝與應用必須考慮的。包封材料多采用高溫固化環氧樹脂，其光性能優良，工藝適應性好，產品可靠性高，可做成有色透明或無色透明和有色散射或無色散射的透鏡封裝，不同的透鏡形狀構成多種外形及尺寸。例如，圓形按直徑分為Φ2mm、Φ3mm、Φ4.4mm、Φ5mm、Φ7mm等數種，環氧樹脂的不同組份可產生不同的發光效果?；ㄉc光源有多種不同的封裝結構陶瓷底座環氧樹脂封裝具有較好的工作溫度性能，引腳可彎曲成所需形狀，體積小，金屬底座塑料反射罩式封裝是種節能指示燈。適作電源指示用閃爍式將CMOS振蕩電路芯片與LED管芯組合封裝，可自行產生較強視覺沖擊的閃爍光，雙色型由兩種不同發光顏色的管芯組成，封裝在同環氧樹脂透鏡中，除雙色外還可獲得第三種混合色，在大屏幕顯示系統中的應用很為廣泛，并可封裝組成雙色顯示器件，電壓型將恒流源芯片與LED管芯組合封裝，可直接替代5-24V的各種電壓指示燈。面光源是多個LED管芯黏結在微型PCR昀規定位置上，采用塑料反射框罩并灌封環氧樹脂而形成的，PCB的不同設計確定外引線排列和連接方式，有雙列直插與單列直插等結構形式。點、面光源現已開發出數百種封裝外形及尺寸，供市場及窖戶適用。

LED發光顯示器可由數碼管或米字管、符號管、矩陣管組成各種多位產品，由實際需求設計成各種形狀與結構。以數碼管為例，有反射罩式、單片集成式、單條七段式三種封裝結構，連接方式有共陽很和共陰很兩種。一位就是通常說的數碼管，兩位以上的—般稱作顯示器。反射罩式具有字型大、用料省、組裝靈活的屁臺封裝特點，—般用白色塑料制作成帶反射腔的七段外殼，將單個LED管芯黏結在與反射罩的七個反射腔互相對位的PCB上，每個反射腔底部的中心位置是管芯形成的發光區，用壓焊方法鍵合引線，在反射罩內滴入環氧樹脂，與粘好管芯的PCB對位粘臺，然后固化即成。反射罩式又分為空封和實封兩種。前者采用散自蠐』與染料的環氧樹脂，多用于單位、雙位器件，后者上蓋濾色片與勻光膜，并在管芯與底板上涂透明絕緣膠，提高出光效率，—般用于四位以上的數字顯示。列于單片集膩，在發光材料晶片上制作大量七殷數碼顯示器圖形管芯，然后劃片分割成單片圖形管芯，黏結、壓焊、封裝帶透鏡（俗稱魚眼透鏡）的外殼。單條七段式將已制作好的大面積LED芯片，劃割成內含一只或多只管芯的發光條，如此同樣的七條黏結在數碼字形的支架上，經壓焊、環氧樹脂封裝構成。單片式、單條式的特點是微小型化，可采用雙列直插式封裝，大多是專用產品。LED光柱顯示器在106mm長度的線路板上，安置101只管芯（較多可達201只管芯），屬于高密度封裝，利用光學的折射原理，使點光源通過透明罩殼的13~15條光柵成像，完成每只管芯由點到線的顯示，封裝技術較為復雜。

半導體PN結的電致發光機理決定LED不可能產生具有連續光譜的白光，同時單只LED不可自自產生兩種以上的高亮度單色光，只能在封裝時借助熒光物質，藍或紫外LED管芯上涂敷熒光粉，間接產生寬帶光譜，合成白光，或者采用幾種（兩種或三種、多種）發不同色光的管芯封裝在一個組件外殼內，通過色光的混合構成白光LED。這兩種方法都取得實用化，日本2000年生產白光LED達1億只，發展成一類穩定地發白光的產品，并將多只白光LED設計組裝成對光通量要求不高，以局部裝飾作用為主，追求新潮的光源。

表面貼裝封裝

表面貼裝封裝的LED（SMD LED）符臺整個電子行業發展大趨勢，很多生產廠商推出此類產品。

早期的SMD LED大多采用帶透明塑料體的SOT-23改進型，外形尺寸為304mm×1.11mm．采用卷盤式容器犏帶包裝。在SOT-23基礎上，研發出了帶透鏡的高亮度SMD的SLM-125系列和SLM245系列LED。前者為單色發光，后者為雙色或三色發光。近些年，SMD LED成為一個發展熱點，很好地解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題，采用更輕的PCB和反射層材料，在顯示反射層需要填充的環氧樹脂更少，并去除較重的碳鋼材料引腳，通過縮小尺寸，降低重量，可輕易地將產品重量減輕一半，較終使應用更趨完美，尤其適合戶內和半戶外全彩顯示屏應用。廠商提供的SMD LED的數據都是以40mmx40mm的焊盤為基礎的，采用回流焊可設計成焊盤與引腳相等。很高亮度LED產品司采用PLCC（塑封帶引線片式載體）2封裝，外形尺寸為30mmx28mm，通過獨特方法裝配高亮度管芯，產品熱阻為400K/W，可按CECC方式焊接，其發光強度在50mA3K動電流下達1250mcd，七殷式的位、兩位、三位和四位數碼SMDLED顯示器件的字符高度為508-127mm，顯示尺寸選擇范圍寬。PLCC封裝避免了引腳七段數碼顯示器所需的手工插入與引腳對齊工序，符合自動拾取貼裝設備的生產要求，應用設計空間靈活，顯示鮮艷清晰。

多色PLCC封裝帶有個外部反射器，可簡便地與發光管或光導相結合，用反射型替代目前的透射型光學設計，為大范圍區域提供統一的照明。

功率型封裝

LED芯片及封裝向大功率方向發展，在大電流下產生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題。因此，管殼及封裝也是其關鍵技術，能承受數瓦功率的LED封裝已出現。

Luxeon系列功率LED是將AIGalnN功率型倒裝管芯倒裝焊接在具有焊料凸點的硅載體上，然后把完成倒裝焊接的硅載體裝入熱沉與管殼中，鍵合引線進行封裝的。這種封裝對于取光效率、散熱性能、加大工作電流密度的設計都是較佳的。其主要特點熱陽低，—般僅為14℃/W，只有常規LED的1/10?？煽啃愿?，封裝內部填充穩定的柔性膠凝體，在-40~120℃范圍，不會因溫度驟變產生的內應力而使金絲與引線框架斷開，并防止環氧榭脂透鏡變黃，引線框架也不會因氧化而玷污j反射杯和透鏡的較佳設計使輻射圖樣可控和光學效率較高。

Norlux系列功率LED的封裝結構為六角形鋁板作底座（使其不導電）的多芯片組合，底座直徑為31.75mm，發光區位于其中心部位，可容納40只LED管芯，鋁板同時作為熱沉。管芯的鍵合引線通過底座上制作的兩葉接觸點與正、負很連接，根據所需輸出光功率的大小來確定底座上排列管芯的數目，可組合封裝的很高亮度的AIGalnN和AIGalnP管芯，其發射光分別為單色、彩色或合成的白色，較后用高折射率的材料按光學設計形狀進行包封。這種封裝采用常規管芯高密度組合封裝，取光效率高，熱陽低，較好地保護管芯與鍵合引線，在大電流下有較高的光輸出功率，也是種有發展前景的LED固體光源。在應用中，可將已封裝產品組裝在葉帶有鋁夾層的金屬OPCB上，形成功率密度LED。PCB作為器件電很連接的布線之用，鋁芯夾層則可作熱沉使用，獲得較高的發光逼量和光電轉換效率。此外，封裝好的SMDLED體積很小，可靈活地組合起來，構成模塊型、導光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。功率型LED的熱特-眭直接影響到LED的工作溫度、發光效率、發光波長、使用壽命等，因此對功率型LED芯片的封裝設計、制造技術更顯得尤為重要。