最全解讀LED COB封裝關(guān)鍵技術(shù)
上傳人:廣東LED 上傳時間: 2016-12-05 瀏覽次數(shù): 497 |
(9)FengWeifeng等開發(fā)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(dǎo)體封裝的W5II型LED垂直封裝結(jié)構(gòu)(如下圖5),對其熱模擬結(jié)構(gòu)、制造工藝和熱性能進(jìn)行了計(jì)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(jié)果表明:W5II優(yōu)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(shè)計(jì)了一種雙層散熱LED封裝結(jié)構(gòu)(如下圖6),第1層是利用杯狀薄銅片散熱,通過銅片和藍(lán)寶石直接接觸以增強(qiáng)芯片散熱,第2層是采用AgSnCu合金焊料和高熱導(dǎo)率的MCPCB,再用一層薄的金剛石層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絕緣層,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:添加的復(fù)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(xiàn)象。
(12)WangC.等介紹了一種LED模組封裝結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的熱量通過金屬電鍍層直接散發(fā)到硅襯底上。
(13)YinLuqiao等設(shè)計(jì)、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(yàn)法評價了該LED模組的熱學(xué)性能,軟件模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明:以AlN為基板的LED模組熱學(xué)性能優(yōu)于其他兩種基板材料,并且發(fā)光性能最好。
3、大功率COB封裝存在的問題
COB技術(shù)經(jīng)過一段時間的沉靜,現(xiàn)在又逐漸被很多廠家應(yīng)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(guān)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(yè)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(jīng)逐步替代原來多數(shù)廠商會用到的環(huán)氧樹脂膠,尤其是大功率LED封裝,有機(jī)硅樹脂已經(jīng)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(guān),還與散熱有很大關(guān)系。在芯片選擇上,有很多企業(yè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和運(yùn)用:從前文可知,可用于COB封裝的散熱結(jié)構(gòu)很多,不過這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)最初所提出的散熱結(jié)構(gòu)改進(jìn)而來的。在實(shí)際生產(chǎn)中要運(yùn)用這些散熱結(jié)構(gòu)還有很多需解決的問題,比如該結(jié)構(gòu)的散熱性能能否達(dá)到預(yù)期效果,散熱結(jié)構(gòu)加工的工藝復(fù)雜程度,散熱結(jié)構(gòu)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(yè)要根據(jù)選擇的封裝芯片和產(chǎn)品的定位來選擇生產(chǎn)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(jù)芯片類型及發(fā)熱情況定制基板。從目前企業(yè)的應(yīng)用情況及研究進(jìn)展來看,陶瓷基板性能比鋁基板更好。如企業(yè)定位的是高端產(chǎn)品,可選擇陶瓷基板。此外,市場上也出現(xiàn)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(jìn)行市場調(diào)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(jìn)行實(shí)驗(yàn),便于更好地了解膠的性質(zhì),特別是對于一些價格相對較低的膠要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)全面評估其性能。而且對不同批次的膠也要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(chǔ)上,對芯片性能進(jìn)行全面評估。要對擬采用的芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(dá)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(dá)到最佳的效果。
(4)結(jié)構(gòu):如果企業(yè)具有水平較高的研究團(tuán)隊(duì),可以嘗試自己研究特殊的散熱結(jié)構(gòu)并申請專利。這樣不僅可以防止他人仿制,還能增加自身產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。如果想降低成本,可以考慮使用傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu),選擇適合的材料,也能保證產(chǎn)品質(zhì)量。
近年來,COB封裝特別是大功率COB封裝得到了長足的發(fā)展,產(chǎn)品在市場上占有了一定份額。只要企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中不斷改進(jìn)產(chǎn)品性能,COB產(chǎn)品將會成為LED封裝產(chǎn)品的重要組成部分。
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