照明級鋁基板COB模組

導讀：LED作為一種新型的節能、環(huán)保綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢，被稱(chēng)為第四代新光源革命。具有綠色、節能等優(yōu)點(diǎn)。但高光效低成本制約著(zhù)LED光源取代傳統燈具的步伐;同時(shí)對于LED領(lǐng)域來(lái)說(shuō)消費者要簡(jiǎn)單的取代傳統照明燈具，比如節能燈、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(gè)取代過(guò)程中成本才會(huì )最優(yōu)化、最大眾化標準化。

一、傳統封裝與COB封裝比較：

所謂傳統封裝方式即單個(gè)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(méi)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(shuō)明一部分的電能都轉化為熱能。具體來(lái)說(shuō)，LED結溫的產(chǎn)生是由于兩個(gè)因素所引起的。一個(gè)方面為內部量子效應，電子和空穴復合時(shí)，并不能100%都產(chǎn)生光子，PN區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(jīng)接近90%;另一個(gè)方面是外部量子效應，內部產(chǎn)生的光子無(wú)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(xiàn)，所以光效很低，但是卻免除了散熱的問(wèn)題。LED的散熱現在越來(lái)越為人們所重視，這是因為L(cháng)ED的光衰或其壽命是直接和其結溫有關(guān)，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(chǎn)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(méi)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(shí)解決熱膨脹系數不匹配導致熱傾斜的問(wèn)題，采用與Al膨脹系數相當，導熱率高的Al2O3材質(zhì)與Al基板燒結而成，實(shí)現線(xiàn)路的分離、連接。此種結構便于實(shí)現碗杯結構，通過(guò)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(shù)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(diǎn)在于不需要絕緣層，不需要附件電極層;由于沒(méi)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(chǎn)品;可實(shí)現碗杯結構，提高了LED出光效率;垂直絕緣層結構，材質(zhì)Al2O3，具有可靠地穩定性及與Al的完美匹配;可做多種形態(tài)的結構設計，可以洗杯，做點(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模組應用

(一) 可實(shí)現多種COB結構，方形(應用在路燈、球泡燈、筒燈、吸頂燈…)長(cháng)條形(應用在日光燈、面板燈等…)，如下圖三所示：

(二) 可實(shí)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，增加光譜的連續性，提高顯色指數，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(dòng)電流，使得混合光在白光與暖白光之間近似于直線(xiàn)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(xué)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(chǎn)流程如下所示：

圖七

NEO-NEO_COB應用在球泡燈生產(chǎn)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(zhù)LED普及與推廣。為此，國內外LED產(chǎn)業(yè)界都在努力尋求高性?xún)r(jià)比的生產(chǎn)方案，NEO-NEON相應的技術(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)現規?；a(chǎn)后，降低應用LED燈具的成本，會(huì )比目前的LED燈具方案成本下降30%以上。