? ? ??多芯片LED 集成封裝是實現(xiàn)大功率白光LED 照明的方式之一滿意度。本文歸納了集成封
裝的特點創造更多,從產(chǎn)品應用宣講活動、封裝模式,散熱處理和光學設計幾個方面對其進行了介紹工藝技術,
并分析了集成封裝的發(fā)展趨勢效率,隨著大功率白光LED 在照明領域的廣泛應用,
集成封裝也將得到快速發(fā)展近年來。
引言
? ? ??目前講道理,實現(xiàn)大功率LED 照明的方法有兩種:一是對單顆大功率LED 芯片進行封裝發展目標奮鬥,
二是采用多芯片集成封裝。對于前者來說落地生根,隨著芯片技術的發(fā)展的特點,尺寸增大,品質提高有效保障,
可通過大電流驅動實現(xiàn)大功率LED大數據,但同時會受到芯片尺寸的限制,后者具有更大的
靈活性和發(fā)展?jié)摿χv實踐,可根?jù)照度不同來改變芯片的數(shù)量數字技術,同時它具有較高的性價比,
使得LED 集成封裝成為LED 封裝的主流方向之一為產業發展。
集成封裝產(chǎn)品的應用
? ? ??據(jù)報道範圍和領域,美國UOE 公司于2001 年推出了采用六角形鋁板作為基板的多芯片
組合封裝的Norlux系列LED;Lanina Ceramics 公司于2003 年推出了采用在公司獨有的
金屬基板上低溫燒結陶瓷(LTCCM)技術封裝的大功率LED 陣列各項要求;松下公司于2003年
推出由64 顆芯片組合封裝的大功率白光LED更高要求;億光推出的6. 4W、8W新技術、12W 的COB LED?
系列光源共同學習,采用在MCPCB 基板多芯片集成的方式,減少了熱傳遞距離深入,降低了結溫效高。
? ? ??李建勝等在分析LED 日光燈各種技術方案的基礎上,采用COB 工藝基礎,將小功率芯片直接
固定在鋁基板上性能,制成高效散熱的COB LED 日光燈,從2009 年開始已經(jīng)用45000 支LED?
日光燈對500 輛世博公交車和近4000 輛城市公交車進行改裝對外開放,取代原有熒光燈技術創新,
得到用戶好評,服務于上海世博會及城市交通資料。
楊朔利用多芯片集成封裝的LED 光源模塊開發(fā)出一款LED 防爆燈廣泛應用,采用了熱管散熱技術。
這種LED 防爆燈亮度高橫向協同,照射距離長哪些領域,可靠性高,散熱性能好不斷創新,壽命長建立和完善。
LED 集成封裝的特點
? ? ??集成封裝也稱多晶封裝,是根據(jù)所需功率的大小確定基板底座上LED 芯片的數(shù)目,
可組合封裝成1W穩定發展、2W管理、3W 等高亮度的大功率LED器件,最后能力建設,使用高折射率的材料
按光學設計的形狀對芯片進行封裝。
集成封裝特有的封裝原理決定了它具有諸多的優(yōu)點生產體系,
如:(1)就我國而言大功率芯片的研發(fā)處于落后的位置服務,采用集成封裝不失為一種發(fā)展
的捷徑,更符合我國的基本國情能力和水平;
(2)芯片可以設計為串聯(lián)或者并聯(lián)覆蓋,靈活地適應不同的電壓和電流,便于驅動器的設計研究,
提高光源的光效和可靠性高效;
(3)一定面積的基板上芯片的數(shù)目可以自由控制,
根據(jù)客戶的要求提高,可以封裝成點光源或者面光源機構,形式多樣;
(4)芯片直接基板相連交流,降低了封裝熱阻基礎,散熱問題易處理。
然而還不大,對于集成封裝而言高產,同樣存在一些不足:
(1)由于多芯片集成封裝在一塊基板上,導致所得的光源體積較大發揮作用;
(2)多顆芯片通過串并聯(lián)的方式組合在一起良好,相對于單顆芯片而言其可靠性較差,
將導致整體光源受影響銘記囑托;
(3)雖然多芯片封裝相對于單顆同功率大芯片來說引領,散熱能力強,但由于多顆芯片同時
散熱試驗,熱散失程度不同勞動精神,會引起芯片間的溫度不同,影響壽命製度保障,故散熱問題的處理也很關鍵預下達;
(4)二次光學的設計問題,多芯片出光角度不同意見征詢,需要在一次光學設計的基礎上進行二次
光學設計提升,以滿足用戶的要求。
集成封裝過程中機械、熱學研究成果、光學的研究
? ? ??集成封裝由于其所具有的突出優(yōu)點取得了一定進展,已經(jīng)成為了LED 封裝方式的主流方向,近年來引起很多
企業(yè)和科研院所的關注并開展了大量的研究大面積,申請了相關的專利積極參與,這些都在極大的促進集成
封裝技術的發(fā)展。
(1)封裝結構模式
? ? ??當前多芯片集成封裝的主流形式就是多顆芯片之間以串并聯(lián)的方式直接與基板相連接培養,
然后對芯片進行獨立封裝或者是封裝于同一透鏡下面交流研討。
? ? ??徐向陽等申請的專利中,將多顆芯片直接固晶在鋁基板上形式,涂覆熒光粉后建設應用,再在每顆LED?
芯片外面封蓋一個光學透鏡。工藝簡單日漸深入,封裝材料精簡動力,同時熱阻降低,光效提高互動式宣講,
此外還便于組裝成LED照明燈具產(chǎn)品效高性,相對于同功率的單顆芯片封裝模式而言,COB 模塊化
LED 封裝技術具有諸多優(yōu)點自動化。
? ? ??李建勝根據(jù)一般集成封裝中存在的層結合面和較長的熱傳導距離問題提出了一種COB 集成封裝
工藝節點。即在鋁質PCB 集成電路板上刻一些有利于芯片發(fā)光光線擴散的反光腔,將多顆芯片逐一
植入腔內(nèi)落地生根,同時在其周圍繪制PCB 線路的特點,將芯片電極引線焊接至此,導通電路有效保障,最后在腔周圍
堆積壘成環(huán)形圍柵大數據,在其內(nèi)涂敷硅膠和熒光粉,一次形成一體化的LED COB 組件講實踐。這種設計將
芯片與散熱器直接相連數字技術,減小了結構熱阻,散熱效果遠好于普通封裝結構市場開拓,提高了LED 的出光
率知識和技能。
? ? ??李炳乾等采用COB 技術和陣列化互聯(lián)的方式制備出白光LED 光源模塊,他們將熒光粉層涂敷在
出光板上新模式,提高了出光的均勻性和熒光粉的穩(wěn)定性實現;同時將陣列化互連方式與電流降額使用相
結合,減少了傳統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)連接方法時一個芯片損壞對其他芯片工作狀態(tài)的影響的缺陷組織了,提
高了系統(tǒng)可靠性服務體系,這種封裝結構達到了簡化工藝的目的。
? ? ??總體上,不同專利所描述的集成封裝的結構模式和原理都大同小異分析,差別主要在于所選的焊接
方式表示、反光腔內(nèi)壁的涂覆材料以及所選基板的不同,改變集成封裝的思維方式非常激烈,使集成封裝在
白光LED封裝中得到更廣泛的應用競爭力所在。
(2)散熱處理
? ? ??集成封裝技術雖然是封裝的主要方向之一,但是散熱問題卻一直是集成封裝技術的瓶頸領域,我們
知道通常LED 高功率產(chǎn)品其光電轉換效率為20%體系流動性,剩下80%的電能均轉換為熱能,處理好散熱問
題帶來全新智能,將會使LED 光源的質量上一個臺階。
? ? ??集成封裝的熱處理思路目前主要集中在:選擇導熱系數(shù)高的基板新產品;縮短熱傳遞的距離去完善;優(yōu)化固
晶技術等方面。蟻澤純從芯片的工作數(shù)量以及芯片的集成密度等方面分析發(fā)現(xiàn)集成封裝的多芯
片白光LED 結溫隨著集成芯片數(shù)量的增加而增長長遠所需,其發(fā)光效率隨著集成芯片數(shù)量的增加呈減小
趨勢求索,因此芯片的數(shù)量及集成密度在集成封裝技術的應用中也是一個很重要的影響因素。
? ? ??在公布號為CN 102042500 A專利中針對光源模塊的散熱性能提出改善方案規模,即在基板中心位置
增加一柱形導熱裝置作為散熱區(qū)穩定發展,使光源模塊在發(fā)光時,各發(fā)光芯片所產(chǎn)生的熱可以更快速的
由基板發(fā)散聯動。
? ? ??在散熱基板材料的選擇中增持能力,最被看好的是陶瓷基板,陶瓷基板具有散熱性佳行業內卷、耐高溫與耐潮濕
等優(yōu)點追求卓越,逐漸成為大功率LED 散熱基板的首選材料。程治國等以陶瓷基板(氧化鋁和氮化鋁的過程中,
厚度0.5~1.0mm)為散熱基板發展契機,申請了發(fā)明專利。在專利中采用陶瓷基板金屬化技術促進進步,共晶焊
接技術進行LED 集成封裝發力,導熱性能大大改善,采用集成封裝可以使光源功率達到200W迎來新的篇章。
? ? ??Luqiao Yin研發(fā)出一種表層為LTCC共創美好,底層為AlNx的陶瓷基板,經(jīng)集成封裝測試發(fā)現(xiàn)長期點亮后
PN 結溫度只有70. 8℃薄弱點,經(jīng)ANSYS 模擬觀察到跟陶瓷基板相連的鋁熱沉溫度只有39. 3℃協調機製,當
驅動電流達到500 mA 時,也只有41. 0℃。
(3)光學設計
? ? ??大功率LED 照明零組件在成為照明產(chǎn)品前實踐者,一般要進行兩次光學設計取得明顯成效。一次光學設計的目的是
盡可能多的取出LED 芯片中發(fā)出的光,二次光學設計的目的則是讓整個燈具系統(tǒng)發(fā)出的光能滿
足設計需求數據。集成封裝中由于存在多顆芯片創新的技術,因此對于二次光學系統(tǒng)設計的要求更高!
? ? ??為了實現(xiàn)道路照明所要求的矩形光斑分布顯著,劉紅等依據(jù)光源特性和路面的光斑分布快速增長,通過折射
定律建立透鏡母線的斜率方程,根據(jù)該方程設計了用于矩形光斑分布的LED 路燈透鏡占,采用正
交優(yōu)化方法高質量,利用Light Tools 軟件對所設計的透鏡光學系統(tǒng)進行仿真比較研究,得到了一個
矩形光斑分布的光學透鏡激發創作。仿真結果表明前景,該透鏡光學系統(tǒng)在高度為10m 的照射條件下,照射
面積為40m×10m 的矩形光斑增幅最大,均勻度為0.31共享應用。對有光斑尺寸要求的LED路燈透鏡來說,該方法
提供了一種簡單有效的設計途徑標準。
? ? ??宋春發(fā)等人設計出一種用于多顆芯片集成封裝的大功率LED 透鏡及其燈具示範推廣。透鏡包括入光面和
出光面,還包括環(huán)形反射面即將展開,所述出光面與反射面相貫大幅增加,所述入光面為二次曲面,其曲面系數(shù)
為:K =-1. 2~-1.5充足,R= 35~41mm進一步推進,所述出光面為平面,所述反射面為二次曲面方案,其曲面系
數(shù)為:K =-0. 24~-0. 26應用的選擇,R= 23~29mm。這種設計中LED 中心區(qū)域的光線經(jīng)出光面出射左右,LED
邊緣的光線經(jīng)環(huán)形反射面出射背景下,可以避免由于透鏡的視場角有限而損失LED光能,從而最大限
度的收集LED發(fā)出的光線可靠保障,提高燈具的發(fā)光效率自然條件。
結束語
? ? ??近年來,隨著世界各國政府對LED 發(fā)展的政策扶持以及LED 芯片開展、封裝互動互補、應用技術的不斷提高發揮重要帶動作用,
LED 照明產(chǎn)業(yè)得到長足發(fā)展。LED 集成封裝雖然發(fā)展時間短意料之外,可借鑒的實際生產(chǎn)經(jīng)驗有限文化價值,但是
在實際照明工程中表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢,得到了市場的肯定置之不顧,已經(jīng)成為了封裝技術的主要趨勢之一不斷完善。
對于單顆芯片而言,雖然功率會越來越大方便,但要用到更大功率照明還是需要集成基礎上;同時隨著科技的
進步,芯片品質的提升應用領域,集成封裝將會具有更大的價格優(yōu)勢保持競爭優勢,對于LED 照明的推廣有著積極影響;
隨著封裝技術的不斷提高以及封裝材料性能的進步發展機遇,光源的光效將會逐步提高長效機製,散熱處理必將更為
簡便,集成封裝技術的優(yōu)勢也將愈加明顯服務體系,發(fā)展前景將越來越廣闊。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?LED照明燈具