最全解讀LED COB封裝關鍵技術
上傳人:廣東LED 上傳時間: 2016-12-05 瀏覽次數: 497 |
(9)FengWeifeng等開發了一種能直接利用100V交流電的大功率陶瓷COB
LED模組(如下圖4),該模組中有40顆LED芯片使其可直接在110V交流電下工作。
(10)Ming-TeLina等提出一種可用于大功率光電半導體封裝的W5II型LED垂直封裝結構(如下圖5),對其熱模擬結構、制造工藝和熱性能進行了計算,用熱阻的測量值表征W5II的散熱性能,同時還測定了其光電特性,結果表明:W5II優良的散熱性能可以用來提高大功率LED封裝的可靠性和耐熱疲勞性。
(11)Ray-HuaHorng等設計了一種雙層散熱LED封裝結構(如下圖6),第1層是利用杯狀薄銅片散熱,通過銅片和藍寶石直接接觸以增強芯片散熱,第2層是采用AgSnCu合金焊料和高熱導率的MCPCB,再用一層薄的金剛石層代替傳統的絕緣層,實驗結果顯示:添加的復合焊料對降低LED熱阻具有很好的效果,同時避免了熱量集聚的現象。
(12)WangC.等介紹了一種LED模組封裝結構的制造方法,該封裝方法是將反射層和電極互相連接的硅基封裝模式(如下圖7),該反射層由在SU-82075和4620上鍍Ni/Au/Ag組成陰極和通過鍍Cu/Au并連接電極于一體組成,LED芯片產生的熱量通過金屬電鍍層直接散發到硅襯底上。
(13)YinLuqiao等設計、制造并研究了以氮化鋁(AlN)、鋁(Al)和氧化鋁(Al2O3)為基板材料的多芯片LED模組,采用有限元法(FEM)和電試驗法評價了該LED模組的熱學性能,軟件模擬和實驗結果均表明:以AlN為基板的LED模組熱學性能優于其他兩種基板材料,并且發光性能最好。
3、大功率COB封裝存在的問題
COB技術經過一段時間的沉靜,現在又逐漸被很多廠家應用,但還存在一些亟待解決的問題。
(1)基板的選擇:基板的散熱性能對整個封裝體系的散熱起到關鍵作用。目前COB所用的基板主要有兩大類:鋁基板和陶瓷基板。鋁基板較便宜,散熱性能較差;陶瓷基板較貴,散熱性能較好。此外,這兩種基板還具有其他一些性能差異。封裝企業選擇這兩種基板時需要考慮的因素較多。
(2)封裝膠的選擇:封裝膠對于COB封裝及其他LED封裝形式都有很大的影響。目前性能較好的硅膠已經逐步替代原來多數廠商會用到的環氧樹脂膠,尤其是大功率LED封裝,有機硅樹脂已經成為眾多封裝廠商的首選。但是市場上硅膠種類繁多,性能、價格也有很大差異,要選擇一款適合自己的封裝膠需要考慮的因素也很多。
(3)芯片的選擇:芯片不僅與整個LED的光效有關,還與散熱有很大關系。在芯片選擇上,有很多企業甚至是研究人員并沒有充分考慮芯片與熒光粉、封裝膠的匹配、芯片與基板的匹配等問題。
(4)整體散熱結構的設計和運用:從前文可知,可用于COB封裝的散熱結構很多,不過這些結構的設計都是根據最初所提出的散熱結構改進而來的。在實際生產中要運用這些散熱結構還有很多需解決的問題,比如該結構的散熱性能能否達到預期效果,散熱結構加工的工藝復雜程度,散熱結構的制造成本與客戶的接受程度是否一致等等。
4、建議和展望
針對COB存在的問題,提出如下解決建議:
(1)基板:企業要根據選擇的封裝芯片和產品的定位來選擇生產中所用到的基板。不同的芯片需要與不同的基板匹配才能有較好的散熱效果。最好的做法是根據芯片類型及發熱情況定制基板。從目前企業的應用情況及研究進展來看,陶瓷基板性能比鋁基板更好。如企業定位的是高端產品,可選擇陶瓷基板。此外,市場上也出現了一些新型基板,如銅基板、鏡面鋁基板及鍍銀鋁基板等,也可以選擇使用。
(2)封裝膠:首先,要進行市場調研,充分掌握市場上封裝膠的性能和價格差異。再者,要對采購的封裝膠進行實驗,便于更好地了解膠的性質,特別是對于一些價格相對較低的膠要進行實驗全面評估其性能。而且對不同批次的膠也要進行實驗,以確定最佳的使用條件。
(3)芯片:研究人員需要在充分掌握芯片與熒光粉、封裝膠及基板的匹配性基礎上,對芯片性能進行全面評估。要對擬采用的芯片進行實驗,對比各類芯片在與熒光粉、封裝膠及基板的匹配上是否能達到所需要的光效及散熱性能。在綜合評估之后才能使最終使用的芯片達到最佳的效果。
(4)結構:如果企業具有水平較高的研究團隊,可以嘗試自己研究特殊的散熱結構并申請專利。這樣不僅可以防止他人仿制,還能增加自身產品的競爭優勢。如果想降低成本,可以考慮使用傳統的封裝結構,選擇適合的材料,也能保證產品質量。
近年來,COB封裝特別是大功率COB封裝得到了長足的發展,產品在市場上占有了一定份額。只要企業在實際生產中不斷改進產品性能,COB產品將會成為LED封裝產品的重要組成部分。
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