照明級鋁基板COB模組

導(dǎo)讀：LED作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢，被稱為第四代新光源革命。具有綠色、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。但高光效低成本制約著LED光源取代傳統(tǒng)燈具的步伐;同時(shí)對于LED領(lǐng)域來說消費(fèi)者要簡單的取代傳統(tǒng)照明燈具，比如節(jié)能燈、白熾燈等，LED光源必然走向模組化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化。這樣在總個(gè)取代過程中成本才會(huì)最優(yōu)化、最大眾化標(biāo)準(zhǔn)化。

一、傳統(tǒng)封裝與COB封裝比較：

所謂傳統(tǒng)封裝方式即單個(gè)LED器件的封裝形式，如現(xiàn)在市面上所使用的3528、3014、5630、5050等等;COB模組封裝即集成化封裝方式。

表一

圖一

上述圖一中詳細(xì)的對比了LED傳統(tǒng)封裝方式與COB模組應(yīng)用中的熱量傳導(dǎo)通道，很明顯可以看出，COB結(jié)構(gòu)散熱通道更直接，熱阻更低。

二、傳統(tǒng)COB結(jié)構(gòu)與NEO-NEON COB結(jié)構(gòu)比較

LED發(fā)熱的原因是因?yàn)殡娔懿]有完全轉(zhuǎn)化為光能，其中一部分轉(zhuǎn)化成為熱能。電能轉(zhuǎn)化為光能大概為30%，這說明一部分的電能都轉(zhuǎn)化為熱能。具體來說，LED結(jié)溫的產(chǎn)生是由于兩個(gè)因素所引起的。一個(gè)方面為內(nèi)部量子效應(yīng)，電子和空穴復(fù)合時(shí)，并不能100%都產(chǎn)生光子，PN區(qū)載流子的復(fù)合率降低，泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉(zhuǎn)化為熱能，但這部分不占主要成分，因?yàn)楝F(xiàn)在內(nèi)部光子效率已經(jīng)接近90%;另一個(gè)方面是外部量子效應(yīng)，內(nèi)部產(chǎn)生的光子無法有效地全部射出到芯片外部而最后轉(zhuǎn)化為熱量，這部分是主要的，大部分都轉(zhuǎn)化為熱量了。雖然白熾燈的光效很低，只有15lm/W左右，但是它幾乎將所有的電能都轉(zhuǎn)化為光能而輻射出去，因?yàn)榇蟛糠值妮椛淠苁羌t外線，所以光效很低，但是卻免除了散熱的問題。LED的散熱現(xiàn)在越來越為人們所重視，這是因?yàn)長ED的光衰或其壽命是直接和其結(jié)溫有關(guān)，散熱不好結(jié)溫就高，壽命就短。

表二

圖二

由熱歐姆定理ΔT=QR得知，溫差=熱流x熱阻，熱阻愈大，就有愈大的熱產(chǎn)生在元件內(nèi)，因此NEO-NEON_COB封裝方式可免除絕緣層，減少照明模組串連層數(shù)以強(qiáng)化LED散熱效能。介電層卻沒有太好的熱傳導(dǎo)率，大體與FR4 PCB相同，僅0.3W/m.K，成為芯片與散熱器之間的傳導(dǎo)瓶頸。為了改善此一情形，NEO-NEON采用以上基板結(jié)構(gòu)，去掉絕緣層，同時(shí)解決熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)致熱傾斜的問題，采用與Al膨脹系數(shù)相當(dāng)，導(dǎo)熱率高的Al2O3材質(zhì)與Al基板燒結(jié)而成，實(shí)現(xiàn)線路的分離、連接。此種結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)碗杯結(jié)構(gòu)，通過銑或沖的方式，將芯片固在碗杯中，與傳統(tǒng)相比提高出光效率。因此此項(xiàng)技術(shù)的引入是照明用LED的需求。

三、NEO-NEON COB結(jié)構(gòu)詳解

此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于不需要絕緣層，不需要附件電極層;由于沒有絕緣層的瓶頸，具有高的散熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)150-230W/mK，適用于大功率產(chǎn)品;可實(shí)現(xiàn)碗杯結(jié)構(gòu)，提高了LED出光效率;垂直絕緣層結(jié)構(gòu)，材質(zhì)Al2O3，具有可靠地穩(wěn)定性及與Al的完美匹配;可做多種形態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以洗杯，做點(diǎn)膠制程，也可以做Molding Lens 制程,提供了完善的COB組成方案。

四、NEO-NEON COB模組應(yīng)用

(一) 可實(shí)現(xiàn)多種COB結(jié)構(gòu)，方形(應(yīng)用在路燈、球泡燈、筒燈、吸頂燈…)長條形(應(yīng)用在日光燈、面板燈等…)，如下圖三所示：

(二) 可實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)應(yīng)用、色溫可調(diào)等多種COB組合方案，且與傳統(tǒng)相比，光效及智能控制部分更具有優(yōu)勢，圖下圖四(高顯色指數(shù))、圖五(色溫可調(diào))所示：

圖四 圖五

圖四：采用黃綠光+紅光芯片的方案，紅光芯片可補(bǔ)充白光部分缺少紅光部分的光譜，增加光譜的連續(xù)性，提高顯色指數(shù)，同時(shí)黃綠光及紅光的光效較高，混好之后白光的光效比藍(lán)光芯片激發(fā)紅色熒光粉要高;

圖五：一路正白光，另一路暖白光，調(diào)整白光與暖光的驅(qū)動(dòng)電流，使得混合光在白光與暖白光之間近似于直線變化。

原理圖如下圖六所示：

圖六

五、NEO-NEON COB模組應(yīng)用案例

陳列COB模組光源在應(yīng)用端的使用，由于此種結(jié)構(gòu)具備電路設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)，減少了應(yīng)用端的物料成本、工藝成本，由于散熱效果好，熱阻低，可以降低LM/W成本，與傳統(tǒng)相比可以超電流使用。

傳統(tǒng)貼片光源應(yīng)用在球泡燈生產(chǎn)流程如下所示：

圖七

NEO-NEO_COB應(yīng)用在球泡燈生產(chǎn)流程圖如下所示：

圖八

與傳統(tǒng)燈具相比，LED燈的成本及標(biāo)準(zhǔn)困惑著LED普及與推廣。為此，國內(nèi)外LED產(chǎn)業(yè)界都在努力尋求高性價(jià)比的生產(chǎn)方案，NEO-NEON相應(yīng)的技術(shù)解決方案，其最大的特點(diǎn)為高光效、高可靠性、智能控制，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)后，降低應(yīng)用LED燈具的成本，會(huì)比目前的LED燈具方案成本下降30%以上。