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高功率LED的封装选择K1导线架或者陶瓷封装

发布时间:2020-06-30 19:51:44 阅读: 来源:消毒机厂家

随着单位亮度不断增加,LED在照明领域的应用愈来愈广。为了持续增加LED的亮度,提高单颗磊芯片的面积以及使用功率势不可免,但如此一来亦拌随着高热量的产生。

在陶瓷封装尚未普及前,以Lumileds所提出的K1封装形式,在1W(或以上)的led的领域己成为大家所熟知的产品。但是随着市场对产品特性要求的提升,封装厂仍不断地改良自家产品。而利用薄膜平板陶瓷基板 (DPC Ceramic Substrate) 再加上molding直接制作光学镜片的陶瓷封装方式的引进,使得高功率led封装产品又多了一种选择。然而这几年的实际产品验证,让国际大厂不约而同地往陶瓷封装这个方向靠拢,其中的原因值得仔细思考。

K1与陶瓷封装的比较,最大的差异在于设计的概念:K1的最大优势在于有个金属反光杯的结构,使得led磊芯片的背发光效率能充分应用。但是K1的结构中的材料间彼此热膨胀系数差异较大,如塑胶与金属,镜片与导线架等,在长期高功率的循环负载下,都可能使材料接口间产生间隙而使水气进入。尤其在室外的照明应用上,使用环境更复杂,温差,水气外,还有环境污染所带来的各种气体,如硫..等,都使K1的信赖性遭遇更多挑战。

而陶瓷封装的设计重点,则是着眼于信赖性。利用陶瓷与金属的高导热性,将高功率所产生的热迅速导出封装体外。再加上陶瓷与金属,或陶瓷与一次光学部份的高分子(硅胶)的热膨胀系数差异较小,应此减少了材料间热应力所产生的风险。此外,一次光学的硅胶是采用molding制程所制作,一体成型并复盖整个陶瓷基板,兼具光学及保护作用,使陶瓷封装的信赖性远高于K1。当然,陶瓷封装采用的是薄膜平板陶瓷,对于磊芯片的背光只能靠平面金属来反射,所以光的使用效率会比K1低一些,但由于陶瓷封装的本体温度较低,所以两者的效应加总起来,两者的整体发光效率差异并不明显。

至于生产效益或其他特性的比较,整理如图一。随着陶瓷封装制程不断改进,K1被陶瓷程取代的趋势似乎是愈来愈明显。

图一K1与3535陶瓷基板封装产品之综合比较

而实际在灯具的设计使用上,陶瓷封装也有其优势。以球泡灯的应用为例:图二为1W的 K1及 3535陶瓷封装实际外观图,明显地可以比较出,陶瓷封装的面积比K1小了3倍以上,这对于灯具中led的排列上有了更大的弹性。

图二 . K 1与3535陶瓷封装的外观尺寸比较

此外, 陶瓷封装的高度较低,因此在同样的系统板上,陶瓷封装所制作的灯泡可以避免掉局部暗区的问题,如图三,四:

图三. 3535陶瓷封装与K1在球泡灯中的暗区比较(1)

图四. 3535陶瓷封装与K1在球泡灯中的暗区比较(2)

陶瓷封装的制程与传统导线架的封装制程及设备大多不相同,因此目前大部分都是由欧美各龙头厂所供应,国内各大厂都尚在试产的阶段。并日电子目前已完成所有陶瓷封装的信赖性测试,并已设置完月产6kk的量产线,未来预计再扩充至月产30kk。并日电子将致力于高功率led陶瓷封装,并使陶瓷封装成为照明应用最佳的解决方案。

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