打造LED高光效COB封裝產(chǎn)品的具體方法詳解

隨著LED封裝技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及國內(nèi)外節(jié)能減排政策的執(zhí)行，LED光源應(yīng)用在照明領(lǐng)域的比例日益增大，新的封裝形式不斷推出。源磊高級工程師歐陽明華表示：“LED在散熱、光效、可靠性、性價比方面的表現(xiàn)依然是關(guān)注點，如果這些得不到突破，或者未來有LED以外新的產(chǎn)品能夠取得突破，那么照明領(lǐng)域選擇的可能不會是LED。”COB(Chip on Board)正是在這種背景下業(yè)界推出的LED封裝產(chǎn)品，相比傳統(tǒng)分立式LED封裝產(chǎn)品，具備更好的一次散熱能力，高密度的光通量輸出。本文除了闡述COB的一些特點外，重點從基本原理上探討如何提高COB的光效，尋求滿足照明核心價值點的方法。

COB具備良好散熱能力

在設(shè)計LED封裝結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡可能降低芯片結(jié)溫。COB封裝芯片的散熱途徑最短，主要可以將工作中芯片的熱量快速傳遞至金屬基板，進而傳給散熱片，因此COB比傳統(tǒng)分立式元件組裝具備更好的散熱能力。當(dāng)前COB金屬基板的材質(zhì)選擇有銅、鋁、氧化鋁、氮化鋁等，在綜合成本、散熱能力、防腐蝕等方面上，主要選擇鋁作為金屬基板來制作COB，下圖為源磊COB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。

COB可實現(xiàn)高密度光通量輸出

我們在模組化設(shè)計使用LED時通常給光源的空間不多，同時又希望在很小的尺寸里有足夠高的亮度輸出，而在分立元件LED上幾乎找不到這一方案，當(dāng)然有些可能會選擇3535陶瓷或其他尺寸小光通量相對高的產(chǎn)品，但都無法與COB或MCOB的高密度光通量輸出媲美。于是COB在產(chǎn)品模組化的優(yōu)勢就體現(xiàn)了出來：幫助了模組化設(shè)計又保持了較高的光通量。

COB的驅(qū)動設(shè)計非常靈活，應(yīng)用端可以結(jié)合現(xiàn)有的驅(qū)動條件選擇COB，滿足低壓到高壓多種方案。

COB三種模塊化設(shè)計圖

COB封裝的缺點

COB雖然有很多優(yōu)勢，但目前照明市場上還不是主流。我們在當(dāng)前看好COB的同時，更應(yīng)該看到其背后的缺點，以便找到制約其應(yīng)用的原因。首先，COB的光效依然偏低。COB由于是平面發(fā)光，不能像分立式LED一樣有PPA將芯片的側(cè)光輔助輸出，導(dǎo)致有部分光損失。其次，COB目前沒有標(biāo)準(zhǔn)化的外形，國內(nèi)廠商大多依據(jù)各自的合作伙伴制造COB，匹配相應(yīng)燈具，驅(qū)動方式，每一家的外形又不統(tǒng)一，限制了COB的大規(guī)模使用。

提升COB光效的方法

基于COB光效偏低的問題，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)從基板原理上思考解決方法。LED封裝光效的提升我們通常講的是外量子效率，即在芯片一樣的情況下如何提高封裝產(chǎn)品或者整個模組的光通量。首先，高反射率的基板材質(zhì)，芯片放置區(qū)的反射率直接影響到整個光通量輸出，無論是銅基板，鋁基板，陶瓷基板，都要遵循此規(guī)則。而且必須注意的是，在組裝應(yīng)用COB的時候，基板發(fā)光面之外的區(qū)域也要考慮，如果在發(fā)光面上不加反光杯，應(yīng)當(dāng)發(fā)光面之外的區(qū)域加反光材料。其次，大顆粒、高輝度的熒光粉，高透光率的封裝硅膠，這點與傳統(tǒng)分立式LED光效提升方法相同。再次，固晶時芯片的排布間距及驅(qū)動方式要合理，在同等功率下，盡可能采用驅(qū)動電流小的方案，避免停留過多的熱量在基板內(nèi)部。另外，當(dāng)發(fā)光面的尺寸較小時，在熒光粉表面點透鏡外形硅膠，不僅可以增大角度，而且可進一步提高光效。

總結(jié)

我們對LED的認(rèn)識應(yīng)當(dāng)回歸到普通的電子元件上來，就像電容電阻一樣，只不過LED起著發(fā)光的功能，其他元件起著各自不同的功能，共同組成一個電子系統(tǒng)，只要整個系統(tǒng)發(fā)出來的光輸出達到市場的價值要求，選擇COB又未嘗不可呢。