LED封装技术是将LED芯片转化为可靠光源的核心工艺，直接影响其光效、寿命、散热和可靠性。以下是主要的封装技术分类及关键技术点：

一、 按结构和形态分类的核心封装技术

1. Lamp (引线支架型)

   • 技术特点： 最传统的封装形式，芯片固定在金属支架（Lead Frame）上，用环氧树脂封装成子弹头或草帽形，有两条金属引脚。
   • 优点： 结构简单，成本低，视角大。
   • 缺点： 散热差，功率小，光衰快，可靠性较低。
   • 应用： 指示灯、低端显示屏、玩具灯具。

2. SMD (表面贴装器件)

   • 技术特点： 将芯片固定在支架（通常为PPA/PCT/EMC塑胶底座）内，芯片通过金线焊接到支架电极端，点荧光胶后表面覆盖硅胶或环氧树脂透镜，形成标准化的表面贴装器件（如2835、3528、5050等）。
   • 优点： 体积小、重量轻、易自动化生产、散热优于Lamp、可靠性高、可贴片集成。
   • 主流技术分支：
     • PPA/PCT SMD: 早期常用材料（PPA：聚邻苯二酰胺，PCT：聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯），耐温性一般（~130°C），成本较低。
     • EMC SMD: 主流技术。环氧模塑料（EMC） 材料制成支架。技术关键： EMC具有极高耐热性（~150-180°C）、高耐紫外性和低吸水率。显著提升耐高温性能和抗光衰能力，适用于中高功率LED。
     • High Power SMD: 针对1W及以上芯片，采用金属基板（如铝基板）替代塑胶支架，并可能集成陶瓷基板或特殊导热结构，强化散热。
   • 应用： 消费电子背光、通用照明灯具（球泡、灯管、面板灯）、室内外显示屏、车灯等。

3. COB (板上芯片封装)

   • 技术特点： 将多颗（数十到数百颗）小功率或中功率裸芯片直接绑定在金属基板（铝、铜）或陶瓷基板上，形成一个多芯片模块。
   • 关键技术：
     • 固晶： 高精度、高速固晶技术（尤其是喷射点胶）。
     • 焊线： 密集金线或铝线键合。
     • 整体封装： 在芯片阵列上整体点涂荧光胶并覆盖透明硅胶层/透镜。
   • 优点： 高光密度、光斑均匀（面光源）、结构紧凑、减少眩光、简化灯具设计、节省空间、散热路径短（芯片直接贴到导热基板上）。
   • 缺点： 模块损坏需整体更换；光色一致性控制相对复杂。
   • 应用： 射灯、筒灯、路灯、高棚灯等需要高光强和平整光斑的商业/工业照明、高端室内照明。

4. CSP (芯片级封装)

   • 技术特点： 封装体尺寸几乎等于或略大于芯片本身尺寸。去除传统支架，芯片通过倒装焊（Flip-Chip）或薄膜覆晶封装技术直接连接到再布线层或基板，表面保护并可能集成荧光层。
   • 关键技术：
     • 倒装芯片（Flip-Chip）： 芯片有源面朝下，通过凸点（Solder Bump）直接连接到焊盘上，消除了金线。
     • 薄膜沉积荧光层： 在芯片表面精确涂覆或沉积荧光粉薄膜。
     • 高精度切割： 将晶圆级封装后的大片切割成单颗CSP器件。
   • 优点： 体积最小、散热路径极短（近乎芯片直接散热）、电感小、高可靠性、可实现超薄设计、更好的点光源特性、易于集成。
   • 缺点： 成本较高（需Wafer级工艺），对贴片精度要求高，需二次光学设计。
   • 应用： 手机闪光灯、背光（特别是超薄TV/Monitor）、车大灯（需要极高光强）、高密度小间距显示屏。

5. EMC (环氧模塑料封装)

   • 技术特点： 不仅指SMD中的支架材料，也是一种封装方式。将芯片固定在基板上后，放入精密模具中，用熔融的环氧模塑料高压压铸成型（类似IC封装）。整个支架（包括反射杯）和外围保护层一体成型。
   • 优点： 极高的耐热性、低吸水率、优异的机械强度和刚性、良好的气密性、高抗紫外性、可实现复杂精密结构（如微棱镜反射杯）。极大提升器件在恶劣环境下的长期可靠性和光稳定性。
   • 应用： 广泛应用于中高功率SMD器件、大功率照明、汽车LED封装（如头灯、尾灯模块）。

6. 倒装芯片封装 (Flip-Chip)

   • 技术特点： 芯片电极面朝下，电极上制作凸点（如锡球、铜柱凸块），通过回流焊直接与基板上的焊盘键合。无需金线。
   • 技术优势：
     • 优异的散热： 芯片产生的热量通过导热凸点和基板直接传导出去。
     • 更高的电流密度和光效： 无金线遮挡出光面和电流瓶颈。
     • 低电感、高可靠性： 减少焊线失效点。
   • 应用： 是高功率LED、CSP、部分COB和顶级SMD的核心技术。在高端照明（车大灯、舞台灯）、Micro LED中不可或缺。

二、 针对特定领域的前沿封装技术

1. 硅基封装

   • 特点： 利用成熟的硅集成电路工艺，在硅衬底（CMOS基底）上进行微型LED（Micro-LED）的集成、驱动电路制作和封装（晶圆级）。
   • 优点： 高度集成化（Pixel级控制）、极致的微型化和间距。
   • 应用： 超高分辨率Micro-LED显示器的核心技术。

2. Micro/Mini-LED封装

   • 核心技术挑战： 巨量转移技术（将数百万甚至上千万颗Micro-LED芯片精准、高效、无损地转移到驱动背板上）。
   • 关键封装技术： 无衬底剥离、高精度巨量键合（固晶）、像素级封装、色彩转换（QD、荧光粉集成）、光学隔离等。
   • 应用： 下一代显示技术（电视、穿戴设备、车显）。

3. UV LED封装

   • 特殊挑战： 对材料（胶水、基板、透镜）耐紫外辐照性能要求极高（普通环氧树脂和硅胶易老化）。
   • 技术要点： 高纯度陶瓷基板（AlN）、耐UV石英玻璃或特殊配方的抗UV硅胶、优化的密封和光学设计。
   • 应用： 固化、杀菌消毒、印刷等紫外应用。

4. 量子点集成封装

   • 技术特点： 将量子点材料作为色彩转换层集成到LED封装中（如On-Chip：量子点膜直接覆盖在蓝光芯片上；On-Surface：集成在封装透镜或二次光学元件上；Remote：在远离芯片的扩散板上）。
   • 优势： 大幅提升显示色域（>100% NTSC）。
   • 挑战： 量子点稳定性（尤其On-Chip耐温）、封装材料兼容性。
   • 应用： 高端LCD背光（QLED）、Micro-LED全彩化方案。

三、 贯穿各类封装的核心关键技术要素

• 固晶技术(Die Attach)：
  • 导电胶（银胶/绝缘胶）：成本低，工艺简单，但有热阻和老化问题。
  • 共晶焊(Eutectic Bonding)： AuSn、SnAgCu等焊料，提供极佳的导热/导电性和机械强度，散热效率高，可靠性最好，用于高功率和车规级封装。
  • 银烧结(Ag Sintering)： 纳米银浆，低温烧结（<250°C）形成高强度高导热连接，热阻极低，是超高功率LED封装的理想选择。
• 焊线键合(Wire Bonding)：
  • 金线键合（Ball Bonding/Wedge Bonding）：主流，高可靠性和导电性。
  • 铜线/银合金线键合：成本较低，但硬度高，对工艺和设备要求更高。
  • 铝线键合：用于高功率COB，线径粗，成本低。
• 荧光粉涂覆技术：
  • 点胶/喷涂：传统方式，效率高，成本低，均匀性控制是难点。
  • 压模成型：一致性较好，用于精确控制的COB和EMC封装。
  • 喷墨打印/薄膜沉积：用于CSP/Micro-LED，实现高精度、图案化荧光层。
  • 远程荧光粉：荧光粉在远离芯片的光学元件上，解决光衰和热淬灭问题。
• 灌封封装材料：
  • 有机硅胶(Silicone)：主流选择，耐温性（200°C+）、抗UV、弹性好、透光率高。
  • 环氧树脂(Epoxy)：成本低，硬度高，但耐温性（~120-150°C）和抗UV老化性差，用于低端或指示灯封装。
  • 玻璃封装：高气密性、耐候性、光学稳定性好，是新兴技术（尤其Micro-LED）。
• 透镜/光学设计：
  • 一次透镜：集成在封装表面（硅胶模压成型），决定光束角（如聚光型、泛光型）。
  • 集成反射杯：如EMC支架自带精密反射结构提升光效。
• 散热管理：
  • 关键封装材料热导率（基板、粘结材料）。
  • 封装结构设计优化热路径（如CSP、Flip-chip、金属基板COB）。
  • 辅助散热手段（热界面材料、散热鳍片、均温板等，属灯具系统级）。

总结对比表

中国企业在LED封装技术上发展迅猛，如木林森在照明级EMC SMD和COB领域全球领先，国星光电、瑞丰光电等在显示封装和小间距技术上有深厚积累，三安光电则在Mini/Micro LED和化合物半导体集成上布局深厚，持续推动着封装技术的创新和发展。