【深度分析】大功率白光LED路燈發(fā)光板與驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
圖3LED芯片正向焊接與雙電極金屬鍵合示意
圖4梳狀條形電極LED芯片倒裝焊接與雙電極金屬鍵合示意
圖5倒轉(zhuǎn)焊在硅片上的單電極芯片
其中圖4和圖5的固晶方式與圖3的常規(guī)LED芯片的固晶方式相比較,將芯片的發(fā)熱端與熱沉層直接接觸,非常容易散熱,將比較大的發(fā)光面朝上,既考慮了取光率也考慮了散熱,這是目前主流的大功率LED芯片焊接固定方式?! “惭b管殼:安裝的管殼一般都會(huì)被加工成錐形或拋物線形的反射杯,以增加功率型LED的出光量,屬于二次取光技術(shù),增加了單芯片的出光率。
金屬鍵合:利用金絲球焊的方法將焊盤與外部電極連接鍵合,即芯片電極與外部電極相連接。
配粉及涂粉工藝:配置可在藍(lán)光LED發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)下能發(fā)出相應(yīng)色譜范圍內(nèi)黃光的熒光粉,并涂敷在芯片的表面。涂敷熒光配膠工藝目前國內(nèi)多采用傳統(tǒng)的點(diǎn)膠方式,國外多采用保形涂敷(conformalcoating)技術(shù)。二者比較而言,通過點(diǎn)膠形成的熒光粉層不能保證在芯片周圍的厚度一致,這樣就會(huì)造成不同視角發(fā)光器件的顏色不一樣。而采用保形涂粉的方法,由于在芯片周圍涂層的厚度均勻,因此所發(fā)出的光的顏色一致性好,保證了所發(fā)出白光的純正。
最后,向反光杯(reffeitor)中填充熱穩(wěn)定性能好、絕緣以及光學(xué)透明折射率高的柔性硅膠,并在最上面加上一個(gè)光學(xué)透鏡,形成光學(xué)微腔,經(jīng)熱固化后完成整個(gè)器件的封裝。圖6~8為單芯片封裝的功率型的LED器件。在完成大功率白光LED芯片及封裝的出光率與熱管理的技術(shù)優(yōu)化基礎(chǔ)上,可采用COB技術(shù)陣列式組裝大功率白光LED芯片制造路燈發(fā)光板。
圖6點(diǎn)膠(a)與保形涂粉(b)工藝的對比
圖7普通架式功率型LED封裝示意圖
圖8一種大功率LED器件的封裝示意圖 2.3以COB技術(shù)陣列式組裝大功率白光LED路燈發(fā)光板的技術(shù)優(yōu)勢
LED產(chǎn)業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展,經(jīng)過了支架式LED(LeadLED)、普通貼片式LED(ChipSMDLED)、功率LED(PowerLED)、大功率LED(HighPowerLED)等發(fā)展歷程。
圖9為LED發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)的演變,從圖中可以看出,LED器件封裝的熱阻越來越小。但是在目前的路燈應(yīng)用上,相對而言大功率LED的光通量(lm)仍然有限,單管亮度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,必須配置多個(gè)LED器件組成陣列。
圖9LED封裝結(jié)構(gòu)的演變以及熱阻的變化趨勢
對于架式功率型LED,因?yàn)閱喂芄馔坎蛔?,只能集合多個(gè)LED元件組成LED陣列,分布焊接在PCB板上形成路燈用的發(fā)光板,以達(dá)到較高的光通量才能符合照明市場的需求。但是這種LED器件整個(gè)發(fā)光芯片是被聚脂塑料包裹,而聚脂塑料是一種熱的不良導(dǎo)體,所以其自身發(fā)出的熱量很難散失,因此也會(huì)很嚴(yán)重地制約功率型LED的發(fā)光效率。此外PCB板也是熱的不良導(dǎo)體,從LED下部也很難散熱。
對于目前比較廣泛使用的普通貼片式LED、功率LED器件雖然單管光通量有所提高,但是單管光通量還是不能符合照明市場的需求,要制成實(shí)用的照明燈具,尤其是路燈照明,采取的技術(shù)方案與支架式LED
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