近年來(lái)，隨著LED生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展一日千里，令其發(fā)光亮度提高和壽命延長(zhǎng)，加上生產(chǎn)成本大幅降低，迅速擴(kuò)大了LED應(yīng)用市場(chǎng)，如消費(fèi)產(chǎn)品、訊號(hào)系統(tǒng)及一般照明等，于是其全球市場(chǎng)規(guī)?？焖俪砷L(zhǎng).2003年全球LED市場(chǎng)約44.8億美元(高亮度LED市場(chǎng)約27億美元)，較2002年成長(zhǎng)17.3%(高亮度LED市場(chǎng)成長(zhǎng)47%)，乘著手機(jī)市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)之勢(shì)，預(yù)測(cè)2004年仍有14.0%的成長(zhǎng)幅度可期。

　　目前手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、PDA等背光源所使用之白光LED采用藍(lán)光單芯片加YAG螢光而成.隨著手機(jī)閃光燈、大中尺寸(NB、LCD-TV等)顯示屏光源模塊以至特殊用途照明系統(tǒng)之應(yīng)用逐漸增多.末來(lái)再擴(kuò)展至用于一般照明系統(tǒng)設(shè)備，采用白光LED技術(shù)之大功率(HighPower)LED市場(chǎng)將陸續(xù)顯現(xiàn).在技術(shù)方面，現(xiàn)時(shí)遇到最大挑戰(zhàn)是提升及保持亮度，若再增強(qiáng)其散熱能力，市場(chǎng)之發(fā)展深具潛力。

　　ASM在研發(fā)及生產(chǎn)自動(dòng)化光電組件封裝設(shè)備上擁有超過(guò)二十年經(jīng)驗(yàn)，業(yè)界現(xiàn)行有很多種提升LED亮度方法，無(wú)論從芯片及封裝設(shè)計(jì)層面，至封裝工藝都以提升散熱能力和增加發(fā)光效率為目標(biāo).在本文中，就LED封裝工藝的最新發(fā)展和成果作概括介紹及討論.

　　芯片設(shè)計(jì)

　　從芯片的演變歷程中發(fā)現(xiàn)，各大LED生產(chǎn)商在上游外延技術(shù)上不斷改進(jìn)，如利用不同的電極設(shè)計(jì)控制電流密度，利用ITO薄膜技術(shù)令通過(guò)LED的電流能平均分布等，使LED芯片在結(jié)構(gòu)上都盡可能產(chǎn)生最多的光子.再運(yùn)用各種不同方法去抽出LED發(fā)出的每一粒光子，如生產(chǎn)不同外形的芯片;利用芯片周邊有效地控制光折射度提高LED取光效率，研制擴(kuò)大單一芯片表面尺寸(>2mm2)增加發(fā)光面積，更有利用粗糙的表面增加光線的透出等等.有一些高亮度LED芯片上p-n兩個(gè)電極的位置相距拉近，令芯片發(fā)光效率及散熱能力提高.而最近已有大功率LED的生產(chǎn)，就是利用新改良的激光溶解(Laserlift-off)及金屬黏合技術(shù)(metalbonding)，將LED外延晶圓從GaAs或GaN長(zhǎng)晶基板移走，并黏合到另一金屬基板上或其它具有高反射性及高熱傳導(dǎo)性的物質(zhì)上面，幫助大功率LED提高取光效率及散熱能力.

　　封裝設(shè)計(jì)

　　經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，垂直LED燈(φ3mm、φ5mm)和SMD燈(表面貼裝LED)已演變成一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品模式.但隨著芯片的發(fā)展及需要，開(kāi)拓出切合大功率的封裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為了利用自動(dòng)化組裝技術(shù)降低制造成本，大功率的SMD燈亦應(yīng)運(yùn)而生.而且，在可攜式消費(fèi)產(chǎn)品市場(chǎng)急速的帶動(dòng)下，大功率LED封裝體積設(shè)計(jì)也越小越薄以提供更闊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間。

　　為了保持成品在封裝后的光亮度，新改良的大功率SMD器件內(nèi)加有杯形反射面，有助把全部的光線能一致地反射出封裝外以增加輸出流明.而蓋住LED上圓形的光學(xué)透鏡，用料上更改用以Silicone封膠，代替以往在環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)，使封裝能保持一定的耐用性.

　　封裝工藝及方案

　　半導(dǎo)體封裝之主要目的是為了確保半導(dǎo)體芯片和下層電路間之正確電氣和機(jī)械性的互相接續(xù)，及保護(hù)芯片不讓其受到機(jī)械、熱、潮濕及其它種種的外來(lái)沖擊.選擇封裝方法、材料和運(yùn)用機(jī)臺(tái)時(shí)，須考慮到LED外延的外形、電氣/機(jī)械特性和固晶精度等因素.因LED有其光學(xué)特性，封裝時(shí)也須考慮和確保其在光學(xué)特性上能夠滿足。

　　無(wú)論是垂直LED或SMD封裝，都必須選擇一部高精度的固晶機(jī)，因LED芯片放入封裝的位置精準(zhǔn)與否是直接影響整件封裝器件發(fā)光效能.如圖1示，若芯片在反射杯內(nèi)的位置有所偏差，光線未能完全反射出來(lái)，影響成品的光亮度.但若一部固晶機(jī)擁有先進(jìn)的預(yù)先圖像辨識(shí)系統(tǒng)(PRSystem)，盡管品質(zhì)參差的引線框架，仍能精準(zhǔn)地焊接于反射杯內(nèi)預(yù)定之位置上。

　　一般低功率LED器件(如指示設(shè)備和手機(jī)鍵盤(pán)的照明)主要是以銀漿固晶，但由于銀漿本身不能抵受高溫，在提升亮度的同時(shí)，發(fā)熱現(xiàn)象也會(huì)產(chǎn)生，因而影響產(chǎn)品.要獲得高品質(zhì)高功率的LED，新的固晶工藝隨之而發(fā)展出來(lái)，其中一種就是利用共晶焊接技術(shù)，先將芯片焊接于一散熱基板(soubmount)或熱沉(heatsink)上，然后把整件芯片連散熱基板再焊接于封裝器件上，這樣就可增強(qiáng)器件散熱能力，令發(fā)光功率相對(duì)地增加.至于基板材料方面，硅(Silicon)、銅(Copper)及陶瓷(Ceramic)等都是一般常用的散熱基板物料.