【半导体照明技术应用——LED封装技术】
LED封装技术是LED产业链中的关键环节，它直接影响着LED的光学性能、热性能和机械性能。本章节主要涵盖了LED封装的电学设计、热学设计和光学设计，以及小功率LED的封装流程。
**1. 电学设计**
电学设计主要包括电极的设计和衬底的选择。电极的设计要考虑与外延层的匹配，以确保电流的高效传输。衬底的选择需要考虑到与外延生长的匹配，同时要考虑衬底的吸收系数。对于直接带隙材料，如GaAs，杂质浓度应适中；而对于间接带隙材料，如Si，可能需要引入等电子陷阱来优化能带结构。
**2. 热学设计**
热学设计对于LED的寿命和稳定性至关重要。热阻是衡量结构对热功率传输阻碍的参数，单位为K/W。器件的总热阻由各结构热阻与扩展热阻之和决定。设计时，需要降低结构热阻，这通常通过减小层的厚度和增加材料的热导率以及扩大接触面积来实现。
**3. 光学设计**
光学设计的目标是减少体吸收和提高光提取效率。可以通过使用吸收光谱能量大于发光层发射光谱能量的材料来减少体吸收，如高杂质补偿的III-V族材料，其吸收系数较低。出光一侧通常会采用透光性好的“窗口”材料以增大表面透过率。此外，改变芯片形状和添加折射率缓冲层也能改善光提取。反射器的形状设计，如杯碗形状，配合透镜，可以有效控制光强分布。
**4. 小功率LED封装**
小功率LED封装形式多样，包括引脚式封装、表面贴装式SMD LED和食人鱼Piranha LED。引脚式封装常用于小电流、低功率的应用，如仪表显示屏。SMD LED因其体积小、散射角大、发光均匀性好和可靠性高等优点，广泛应用于手机和笔记本电脑等电子产品。食人鱼LED则具有较好的散热能力和反射腔设计，适用于功率稍大的应用。
**封装流程**
小功率LED的封装流程包括来料检验、晶片扩张、点胶作业、固晶作业、银浆烧结、超声热压焊、焊线、灌胶、长烤、切中断、电性测试、QA作业等步骤。其中，固晶过程要注意银浆的保存温度、点胶量的控制，以及固化的条件。超声金丝球焊时，金线的选择、焊球的大小和位置需精确控制，以确保电极间的良好连接。配胶过程中，环氧树脂和荧光粉需按比例混合，并排除气泡，确保封装的质量。
LED封装技术是一个多学科交叉的领域，涉及电学、热学和光学等多个方面，每个环节的设计和工艺都对LED的最终性能有着重大影响。了解和掌握这些关键技术，对于提升LED产品的质量和效率至关重要。
