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无封装LED灯具调配二次光学规划

新颖的无封装LED具备更好的散热条件,同时整合磊晶、晶粒与封装制程,可更便利地搭配二次光学设计照明灯具…LED光源应用将继LCD背光源应用需求高峰后,逐步转向至LED一般照明应用上。但与LCD背光模组

新颖的无封装LED具有更好的散热条件,一起整合磊晶、晶粒与封装制程,可更便当地调配二次光学规划照明灯具…

  LED光源运用将继LCD背光源运用需求顶峰后,逐渐转向至LED一般照明运用上。但与LCD背光模组规划不同的是,LCD背光模组较不必考量光型与照明运用条件,以单位模组的发光功率要求为主;但LED照明运用除亮度要求外,有必要额定考量光型、散热、是否利于二次光学规划,与合作灯具规划构型要求等,实际上关于LED光源元件的要求更高。

  前期封装技能约束多散热问题影响高亮度规划开展

  前期LED光源元件,封装资料首要运用炮弹型封装体,在高发光功率的蓝光LED初期运用适当常见,而在才智手机、举动电话产品薄型化规划需求推动下,选用外表黏着(surface-mountdevices;SMD)型态的LED光源需求渐增,而选用外表黏着技能规划的LED光源元件,可运用卷带式带装资料进料加快出产加工效能,透过自动化出产添加加工功率外,也带来LED封装技能的新运用商场,加上后继磊晶结构、封装技能双双前进彼此加持,LED光源资料发光功率渐能逾越传统灯具体现。

  以照明运用需求调查,照明灯具关于发光效能的要求越来越高,而LED光源现在左右光输出效能的技能要害,发光功率首要由磊晶、晶粒与封装技能计划左右体现。现在磊晶的单位发光功率现已开展趋近极限,发光功率可再跳动生长的空间相对有限,而继续加大晶粒面积、改进封装技能,是相对能够大幅添加单位元件发光效能的可行计划。但若要能再提高元件的性价比,晶粒面积增大化较无本钱优化空间,反而是封装技能挑选将直接影响终端资料元件的本钱,也就是说,封装技能将成为照明用LED的本钱要害。

  晶片级封装导入LED体积小、牢靠度高

  晶片级封装(ChipScalePackage;CSP)为2013年LED业界最抢手的封装技能计划,其实CSP在半导体业界并不是新技能,只是在LED光源元件运用上尚属新颖的先进技能。在传统半导体晶片级封装运用意图,在于缩小封装处理后的元件终究体积,一起以改进散热、提高晶片自身的运用牢靠度与稳定性为主。而在LED发光元件的晶片级封装首要界说为,封装体与LED晶片挨近或是封装体体积不大于晶片的20%为主,而经晶片级封装的LED自身也有必要为功用完好的封装元件。

  晶片级封装首要是改进逻辑晶片接脚继续添加、元件散热功能提高与晶片微缩意图,透过晶片级封装整合效益,能够让晶片的元器材寄生现象削减,一起能够添加Level2封装的元件整合度,而晶片级封装在LED光源器材的运用需求,也可到达明显程度的效益。

  典型晶片级封装是不需求额定的次级基板、导线架等,而是可将晶片直接贴合在载板之上,晶片级封装为将LED二极体的P/N电极制造于晶片底部,并可运用外表黏着自动化方法进行元件拼装,若比较有必要打线进行元件制造的制造流程,晶片级封装能够对拼装与测验流程相对提高,一起到达下降加工复杂度与本钱的两层意图。

  LED采晶片级封装计划,元件可获得更佳的散热体现、高流明输出、高封装密度、更具弹性、简化基板等长处,一起少了打线制程也可让终端元件的牢靠度提高。  无封装LED计划抢手高发光视点、发光功率

  相同也是寻求元件的高亮度体现、低本钱要求与更便当的出产条件意图,推动了新颖的无封装LED(EmbeddedLEDChip)的运用需求。以无封装LED与晶片级封装LED元件特性进行比较,无封装LED关于元件散热作用体现更好,而无封装LED制造技能,另整合磊晶、晶粒与封装制程,元件亦可调配二次光学规划整合,也能让终端制品具有更高亮度、更大发光角与更小体积特色,一起能够到达紧缩制造本钱意图,发光元件可提供灯具业者多元化与更具弹性的规划空间。

  传统封装架构中,为由反射杯构成一个内部腔体,再调配晶片打线制程处理驱动电力串接,尽管制程简略,但也形成终端元件的散热才能因而受限。在新颖的LCD背光源与照明灯具规划要求,LED光源元件就有必要在减小发光面积要求下一起添加单位元件的驱动瓦数,散热要害即成为这类运用需求的技能瓶颈。

  无封装LED能够将元件热阻较传统封装下降约10倍,而无封装LED不须设置反射杯腔体,也可因而省下反射杯制成的本钱,优化全体元件的性价比体现,一起也是无封装LED技能优势,无封装LED调配特别的萤光胶膜进行贴合,也能让LED的发光视点进一步到达160度体现,在元件的发光效能、组织特性与散热优势均能有用提高。

  无封装LED技能具极小发光面积、较大发光视点,相较于传统封装计划的光源元件体现,无封装LED技能的光型体现更挨近点状光源,这种资料特性使得无封装LED技能更适合调配进行二次光学处理规划,而较小的发光面积也表明元件的体积相对更小,亦可调配更薄化的光学透镜制形成LED光源模组,尤其能运用于部分组织空间有限的灯具产品运用需求,例如,LCD直下式背光源或是平板灯具产品等。

  若与晶片级封装进行比较,无封装LED技能在制程中导入萤光胶膜的贴合制程,这在LED光源照明运用可更简单操控发光体现特性,使灯具在制造流程中还要调配发光色泽检测、配对程序,大幅简化出产。

  改进热传导架构无封装LED热阻体现佳

  在LED传统封装中,晶片有必要透过蓝宝石基板和绝缘胶处理晶片热度导热,相对的在无封装LED技能中,为运用覆晶(Flip-chip)的晶片结构和金属基板共晶制造技能概念,在无封装LED元件的封装体中可由于覆晶与金属基板共晶的规划架构,使得元件自身的热阻体现更低,也因而无封装LED技能在相同驱动瓦数下,晶片的发光区中心温度可有用下降,一起也能削减晶片温度继续高温或许形成元件失效或是寿数缩短问题。

  但无封装LED也并非是完美的制程技能,由于要到达无封装LED规划意图,有必要一起具有磊晶、晶粒、封装制程与元件制品的外表黏着技能整合,整合的技能难度适当高,尤其在要害的覆晶结构规划中,无封装LED要保持元件高牢靠度体现其实难度适当高,首要是要寻求高反射率、高导热与附着杰出的二极体资料,一起这些资料须具有高稳定性特质,也有必要能耐受元件运作时的高温、高压、高电流的环境条件。

  此外,无封装LED自身即无外层封装体进行维护,照明设备若需设置于高温、高湿度恶劣环境中,也有必要针对元件进行维护层规划,以添加光源器材的运用寿数。

  别的,在无封装LED制程中,在封装制程工作段为运用萤光胶膜代替传统的封装资料,而萤光胶膜内部也有置入萤光粉,用以调配LED光源与萤光粉发生白光,而萤光粉的挑选即会左右无封装LED元件在照明运用的牢靠度、发光功率、高温体现状况。

  萤光胶膜毕竟与传统封装资料不同,在制程中需处理贴合与测验问题,不只是出产设备差异,相关的制程设备也需求进行优化与改进,都会添加初期投产无封装LED元件的复杂度。

  为封装LED灯具尽管能够改进LED灯具的散热问题,可是也不是完美无瑕,无封装需求多想整合技能,难度适当高,难度高必定就触及本钱问题,能否主导还要看技能成熟度。

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