LED裸晶光引擎技術解密

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-05-18

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集成封裝形式的LED光電一體化引擎，采用晶圓形態封裝技術，合理的光學與散熱設計，搭配高效高品質的高壓線性恒流技術，照明資質，實現了以最優化的成本與性能集合的新一代光電一體化LED模塊。

 

       此產品設計技術可給LED封裝產業帶來一種創新思路，口碑，將傳統LED封裝產業范圍向上、下游拓展，在當前LED封裝界陷入邊際成本遞增與邊際收益遞減的現狀，成本利潤已達臨界點而投資回報不如預期的尷尬局面形勢下，不需要進一步追加投資來增加產品的附加值就可獲得一種嶄新光電引擎。符合半導體產品的集成化趨勢及規模化生產的潮流。裸晶光引擎用來設計生產新一代LED球泡燈、筒燈等都十分方便快捷，圖1展示了用裸晶光引擎生產的新型LED球泡燈。

       

圖2 用裸晶光引擎生產的新型LED球泡燈

 

一、裸晶光引擎市場前景

 

       LED封裝企業可以把下游的用戶分為四類(圖1)，裸晶光電引擎在保證燈具優越光電性能的基礎上可大幅降低光源和燈具的物料及加工成本，是配合終端光源和燈具工廠占領市場的理想選擇。

       圖2 LED封裝企業可以把下游用戶分為四類

 

二、裸晶光引擎性能

 

       光：高光效可達130lm/w,顯色指數≥80，LED天花燈，家用照明，色容差≤6，符合歐盟ERP條例;

 

       電：輸入AC180-240V/100-130V/50-60HZ，功率5-12W, PF≥0.95，THD<15% ，電源效率≥90%，電工照明，ROSH認證，EMC符合CE、RCM認證要求;

 

       熱：基板導熱率≥25 W/m﹒K;

 

       環保：符合ROSH標準;

 

       使用：將電源AC輸入端引線直接焊接于模塊上L/N焊盤即可點亮。

 

       裸晶光引擎的傳導測試如圖3所示，性能滿足規模生產LED光源和燈具的需要。10W裸晶光引擎測試報告(不帶罩)如圖4所示。

       圖3 裸晶光引擎傳導測試

       圖4 10W裸晶光引擎測試報告(不帶罩)

 

三、裸晶光引擎的組成

 

       裸晶光引擎由：陶瓷基板 + cob光源 + 驅動電源 組成;

 

       (一) 陶瓷PCB基板

 

       陶瓷PCB基板如圖5所示，陶瓷基板具有鋁基板所沒有的許多優點。陶瓷基板的主要優點：

 

       1、與傳統鋁基板相比，質量，陶瓷基板的反射率較高，有助于提高光效。

 

       2、陶瓷具有抗氧化，耐酸堿，耐磨、耐老化等高可靠性特點。

 

       3、陶瓷為絕緣體，有助于LED照明產品通過各種高壓測試，安規測試。

 

       4、陶瓷的熱脹冷縮系數較小，商業照明，高溫環境下，其表面也較為平整，工程照明，有助于保持與散熱體間的熱阻系數。

 

       5、陶瓷基板導熱系數較高，同等功率設計可使用更小的空間。

圖5   陶瓷PCB基板

 

       陶瓷基板主要技術參數如表1所示。

項目

規格

產品材質

符合歐盟RoHS環保要求

主基板材料

96%氧化鋁

白度

>85%

反光度

>95%

圖形尺寸精度

±0.05mm

圖形偏移中心范圍

±0.05mm

翹曲度

<0.03mm

基板表面粗糙度

0.20-0.75μm

劃線深度

40±3%

圍壩高度

0.3～0.7mm

導熱系數

25 W/m﹒K

熱膨脹系數

6.4～6.8 ppm/℃

抗電強度

>12KV/mm

體積電阻率

>1011Ω.cm（20～300℃）

機械強度

350～400 Mpa

表面金屬層

燒結銀層厚度>11μm

 

         (二) 特殊設計的COB光源

 

       1)基于材料及芯片排布設計的COB，導熱效率高，使用壽命長。

 

       COB光源部分是直接將LED發光芯片貼裝在導熱性能極佳的陶瓷基板上，陶瓷基板的導熱率是鋁基板的20倍以上，LED照明企業，極速的導熱速度可以將熱量縱向快速導入散熱體，LED熱量的快速導出大幅度降低了LED發光芯片的因熱而光衰減。