照明級鋁基板COB模組
導讀:LED作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保綠色光源產品,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。但高光效低成本制約著LED光源取代傳統燈具的步伐;同時對于LED領域來說消費者要簡單的取代傳統照明燈具,比如節(jié)能燈、白熾燈等,LED光源必然走向模組化、集成化、標準化。這樣在總個取代過程中成本才會最優(yōu)化、最大眾化標準化。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/200104.htm一、傳統封裝與COB封裝比較:
所謂傳統封裝方式即單個LED器件的封裝形式,如現在市面上所使用的3528、3014、5630、5050等等;COB模組封裝即集成化封裝方式。
表一
圖一
上述圖一中詳細的對比了LED傳統封裝方式與COB模組應用中的熱量傳導通道,很明顯可以看出,COB結構散熱通道更直接,熱阻更低。
二、傳統COB結構與NEO-NEON COB結構比較
LED發(fā)熱的原因是因為電能并沒有完全轉化為光能,其中一部分轉化成為熱能。電能轉化為光能大概為30%,這說明一部分的電能都轉化為熱能。具體來說,LED結溫的產生是由于兩個因素所引起的。一個方面為內部量子效應,電子和空穴復合時,并不能100%都產生光子,PN區(qū)載流子的復合率降低,泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率,也就是轉化為熱能,但這部分不占主要成分,因為現在內部光子效率已經接近90%;另一個方面是外部量子效應,內部產生的光子無法有效地全部射出到芯片外部而最后轉化為熱量,這部分是主要的,大部分都轉化為熱量了。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化為光能而輻射出去,因為大部分的輻射能是紅外線,所以光效很低,但是卻免除了散熱的問題。LED的散熱現在越來越為人們所重視,這是因為LED的光衰或其壽命是直接和其結溫有關,散熱不好結溫就高,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,就有愈大的熱產生在元件內,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以強化LED散熱效能。介電層卻沒有太好的熱傳導率,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瓶頸。為了改善此一情形,NEO-NEON采用以上基板結構,去掉絕緣層,同時解決熱膨脹系數不匹配導致熱傾斜的問題,采用與Al膨脹系數相當,導熱率高的Al2O3材質與Al基板燒結而成,實現線路的分離、連接。此種結構便于實現碗杯結構,通過銑或沖的方式,將芯片固在碗杯中,與傳統相比提高出光效率。因此此項技術的引入是照明用LED的需求。
三、NEO-NEON COB結構詳解
此種結構的特點在于不需要絕緣層,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,導熱系數150-230W/mK,適用于大功率產品;可實現碗杯結構,提高了LED出光效率;垂直絕緣層結構,材質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)的結構設計,可以洗杯,做點膠制程,也可以做Molding Lens 制程,提供了完善的COB組成方案。
四、NEO-NEON COB模組應用
(一) 可實現多種COB結構,方形(應用在路燈、球泡燈、筒燈、吸頂燈…)長條形(應用在日光燈、面板燈等…),如下圖三所示:
(二) 可實現高顯色指數應用、色溫可調等多種COB組合方案,且與傳統相比,光效及智能控制部分更具有優(yōu)勢,圖下圖四(高顯色指數)、圖五(色溫可調)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,同時黃綠光及紅光的光效較高,混好之后白光的光效比藍光芯片激發(fā)紅色熒光粉要高;
圖五:一路正白光,另一路暖白光,調整白光與暖光的驅動電流,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模組應用案例
陳列COB模組光源在應用端的使用,由于此種結構具備電路設計、光學設計、散熱設計,減少了應用端的物料成本、工藝成本,由于散熱效果好,熱阻低,可以降低LM/W成本,與傳統相比可以超電流使用。
傳統貼片光源應用在球泡燈生產流程如下所示:
圖七
NEO-NEO_COB應用在球泡燈生產流程圖如下所示:
圖八
與傳統燈具相比,LED燈的成本及標準困惑著LED普及與推廣。為此,國內外LED產業(yè)界都在努力尋求高性價比的生產方案,NEO-NEON相應的技術解決方案,其最大的特點為高光效、高可靠性、智能控制,實現規(guī)?;a后,降低應用LED燈具的成本,會比目前的LED燈具方案成本下降30%以上。
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