高功率led的封裝選擇─ K1導線架或者陶瓷封裝(3535, 4530…)?

隨著單位亮度不斷增加,LED在照明領域的應用愈來愈廣。為了持續增加LED的亮度,提高單顆磊晶元的面積以及使用功率勢不可免,但如此一來亦拌隨著高熱量的產生。

在陶瓷封裝尚未普及前,以Lumileds所提出的K1封裝形式,在1W(或以上)的led的領域己成為大家所熟知的產品。但是隨著市場對產品特性要求的提升,封裝廠仍不斷地改良自家產品。而利用薄膜平板陶瓷基板 (DPC Ceramic Substrate) 再加上molding直接製作光學鏡片的陶瓷封裝方式的引進,使得高功率led封裝產品又多了一種選擇。然而這幾年的實際產品驗證,讓國際大廠不約而同地往陶瓷封裝這個方向靠攏,其中的原因值得仔細思考。

K1與陶瓷封裝的比較,最大的差異在於設計的概念:
K1的最大優勢在於有個金屬反光杯的結構,使得led磊晶元的背發光效率能充分應用。但是K1的結構中的材料間彼此熱膨脹係數差異較大,如塑膠與金屬,鏡片與導線架等,在長期高功率的循環負載下,都可能使材料介面間產生間隙而使水氣進入。尤其在室外的照明應用上,使用環境更複雜,溫差,水氣外,還有環境污染所帶來的各種氣體,如硫..等,都使K1的信賴性遭遇更多挑戰。

而陶瓷封裝的設計重點,則是著眼于信賴性。利用陶瓷與金屬的高導熱性,將高功率所產生的熱迅速導出封裝體外。再加上陶瓷與金屬,或陶瓷與一次光學部份的高分子(硅膠)的熱膨脹係數差異較小,應此減少了材料間熱應力所產生的風險。此外,一次光學的硅膠是採用molding製程所製作,一體成型並覆蓋整個陶瓷基板,兼具光學及保護作用,使陶瓷封裝的信賴性遠高於K1。當然,陶瓷封裝採用的是薄膜平板陶瓷,對於磊晶元的背光只能靠平面金屬來反射,所以光的使用效率會比K1低一些,但由於陶瓷封裝的本體溫度較低,所以兩者的效應加總起來,兩者的整體發光效率差異並不明顯。

至於生產效益或其他特性的比較,整理如圖一。隨著陶瓷封裝製程不斷改進,K1被陶瓷程取代的趨勢似乎是愈來愈明顯。

圖一.  K1與3535陶瓷基板封裝產品之綜合比較

而實際在燈具的設計使用上,陶瓷封裝也有其優勢。以球泡燈的應用為例:
圖二為1W的 K1及 3535陶瓷封裝實際外觀圖,明顯地可以比較出,陶瓷封裝的面積比K1小了3倍以上,這對於燈具中led的排列上有了更大的彈性。

 
圖二 . K 1與3535陶瓷封裝的外觀尺寸比較

此外, 陶瓷封裝的高度較低,因此在同樣的系統板上,陶瓷封裝所製作的燈泡可以避免掉局部暗區的問題,如圖三,四:

 
圖三. 3535陶瓷封裝與K1在球泡燈中的暗區比較(1)

 
圖四. 3535陶瓷封裝與K1在球泡燈中的暗區比較(2)

陶瓷封裝的製程與傳統導線架的封裝製程及設備大多不相同,因此目前大部分都是由歐美各龍頭廠所供應,國內各大廠都尚在試產的階段。並日電子目前已完成所有陶瓷封裝的信賴性測試,並已設置完月產6kk的量產線,未來預計再擴充至月產30kk。並日電子將致力於高功率led陶瓷封裝,並使陶瓷封裝成為照明應用最佳的解決方案。

※3535陶瓷高功率LED將於4/8  2011中國(深圳)LED展4B080單位閃亮展示

RSS RSS     print 列印         announcements 線上投稿        
瀏覽人次:11873
【免責聲明】
1、「LEDinside」包含的內容和資訊是根據公開資料分析和演釋,該公開資料,屬可靠之來源搜集,但這些分析和資訊並未經獨立核實。本網站有權但無此義務,改善或更正在本網站的任何部分之錯誤或疏失。
2、任何在「LEDinside」上出現的資訊(包括但不限於公司資料、資訊、研究報告、產品價格等),力求但不保證資料的準確性,均只作為參考,您須對您自主決定的行為負責。如有錯漏,請以各公司官方網站公佈為準。
3、「LEDinside」資訊服務基於"現況"及"現有"提供,網站的資訊和內容如有更改恕不另行通知。
4、「LEDinside」尊重並保護所有使用用戶的個人隱私權,您註冊的用戶名、電子郵寄地址等個人資料,非經您親自許可或根據相關法律、法規的強制性規定,不會主動地洩露給協力廠商。
【版權聲明】
「LEDinside」所刊原創內容之著作權屬於「LEDinside」網站所有,未經本站之同意或授權,任何人不得以任何形式重制、轉載、散佈、引用、變更、播送或出版該內容之全部或局部,亦不得有其他任何違反本站著作權之行為。