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高功率LED的封裝選擇─K1導線架或者陶瓷封裝
摘要: 隨著單位亮度不斷增加,,LED在照明領域的應用愈來愈廣,。為了持續(xù)增加LED的亮度,提高單顆磊芯片的面積以及使用功率勢不可免,,但如此一來亦拌隨著高熱量的產(chǎn)生,。
關鍵詞: LED LED照明 LED封裝
Abstract:
Key words :

  隨著單位亮度不斷增加,LED在照明領域的應用愈來愈廣,。為了持續(xù)增加LED的亮度,,提高單顆磊芯片的面積以及使用功率勢不可免,但如此一來亦拌隨著高熱量的產(chǎn)生,。

  在陶瓷封裝尚未普及前,,以Lumileds所提出的K1封裝形式,在1W(或以上)的led的領域己成為大家所熟知的產(chǎn)品,。但是隨著市場對產(chǎn)品特性要求的提升,,封裝廠仍不斷地改良自家產(chǎn)品。而利用薄膜平板陶瓷基板 (DPC Ceramic Substrate) 再加上molding直接制作光學鏡片的陶瓷封裝方式的引進,,使得高功率led封裝" title="led封裝">led封裝產(chǎn)品又多了一種選擇,。然而這幾年的實際產(chǎn)品驗證,讓國際大廠不約而同地往陶瓷封裝這個方向靠攏,,其中的原因值得仔細思考,。

  K1與陶瓷封裝的比較,最大的差異在于設計的概念:

  K1的最大優(yōu)勢在于有個金屬反光杯的結構,,使得led磊芯片的背發(fā)光效率能充分應用,。但是K1的結構中的材料間彼此熱膨脹系數(shù)差異較大,如塑膠與金屬,,鏡片與導線架等,,在長期高功率的循環(huán)負載下,都可能使材料接口間產(chǎn)生間隙而使水氣進入,。尤其在室外的照明應用上,,使用環(huán)境更復雜,溫差,,水氣外,還有環(huán)境污染所帶來的各種氣體,,如硫..等,,都使K1的信賴性遭遇更多挑戰(zhàn)。

  而陶瓷封裝的設計重點,,則是著眼于信賴性,。利用陶瓷與金屬的高導熱性,將高功率所產(chǎn)生的熱迅速導出封裝體外,。再加上陶瓷與金屬,,或陶瓷與一次光學部份的高分子(硅膠)的熱膨脹系數(shù)差異較小,,應此減少了材料間熱應力所產(chǎn)生的風險。此外,,一次光學的硅膠是采用molding制程所制作,,一體成型并復蓋整個陶瓷基板,兼具光學及保護作用,,使陶瓷封裝的信賴性遠高于K1,。當然,陶瓷封裝采用的是薄膜平板陶瓷,,對于磊芯片的背光只能靠平面金屬來反射,,所以光的使用效率會比K1低一些,但由于陶瓷封裝的本體溫度較低,,所以兩者的效應加總起來,,兩者的整體發(fā)光效率差異并不明顯。

  至于生產(chǎn)效益或其他特性的比較,,整理如圖一,。隨著陶瓷封裝制程不斷改進,K1被陶瓷程取代的趨勢似乎是愈來愈明顯,。

圖一 K1與3535陶瓷基板封裝產(chǎn)品之綜合比較

  而實際在燈具的設計使用上,,陶瓷封裝也有其優(yōu)勢。以球泡燈的應用為例:
圖二為1W的 K1及 3535陶瓷封裝實際外觀圖,,明顯地可以比較出,,陶瓷封裝的面積比K1小了3倍以上,這對于燈具中l(wèi)ed的排列上有了更大的彈性,。

 
圖二 . K 1與3535陶瓷封裝的外觀尺寸比較

  此外,, 陶瓷封裝的高度較低,因此在同樣的系統(tǒng)板上,,陶瓷封裝所制作的燈泡可以避免掉局部暗區(qū)的問題,,如圖三,四:

 
圖三. 3535陶瓷封裝與K1在球泡燈中的暗區(qū)比較(1)

 
圖四. 3535陶瓷封裝與K1在球泡燈中的暗區(qū)比較(2)

  陶瓷封裝的制程與傳統(tǒng)導線架的封裝制程及設備大多不相同,,因此目前大部分都是由歐美各龍頭廠所供應,,國內(nèi)各大廠都尚在試產(chǎn)的階段。并日電子目前已完成所有陶瓷封裝的信賴性測試,,并已設置完月產(chǎn)6kk的量產(chǎn)線,,未來預計再擴充至月產(chǎn)30kk。并日電子將致力于高功率led陶瓷封裝,,并使陶瓷封裝成為照明應用最佳的解決方案,。
 

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