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首页 > 公司新闻 > 高功率LED散熱新突破——陶瓷COB技術大幅節省封裝製程成本
公司新闻
高功率LED散熱新突破——陶瓷COB技術大幅節省封裝製程成本
2012-09-23IP属地 火星785

LED封裝方式是以晶粒(Die)藉由打線、共晶或覆晶的封裝技術與其散熱基板Submount(次黏著技術)連結而成LED晶片,再將晶片固定於系統板上連結成燈源模組太阳能路灯 太阳能发电 。

目前,LED封裝方法大致可區分為透鏡式(Lens-type)以及反射杯式(Reflector-type),其中透鏡的成型可以是模塑成型(Molding)或透鏡黏合成型;如圖一(a)所示,而反射杯式晶片則多由混膠、點賿、封裝成型;如圖一(b)所示。近年來磊晶、固晶及封裝設計逐漸成熟,LED的晶粒尺寸與結構逐年微小化,高功率單顆晶粒功率達1~3W,甚至是3W以上,當LED功率不斷提昇,對於LED晶粒載版及系統電路版的散熱及耐熱要求,便日益嚴苛。

鑑於絕緣、耐壓、散熱與耐熱等綜合考量,陶瓷基板成為以晶粒次黏著技術的重要材料之一。其技術可分為厚膜製程(Thick film)、低溫共燒製程(LTCC)與薄膜製程(DPC)等方式製成。然而,厚膜製程與低溫共燒製程,是利用網印技術與高溫製程燒結,易產生線路粗糙、對位不精準、與收縮比例問題,若針對線路越來越精細的高功率LED產品,或是要求對位準確的共晶或覆晶製程生產的LED產品而言,厚膜與低溫共燒的陶瓷基板,己逐漸不敷使用。

為此,高散熱系數薄膜陶瓷散熱基板,運用濺鍍、電/化學沉積,以及黃光微影製程而成,具備金屬線路精準、材料系統穩定等特性,適用於高功率、小尺寸、高亮度的LED的發展趨勢,更是解決了共晶/覆晶封裝製程對陶瓷基板金屬線路解析度與精確度的嚴苛要求。而璦司柏電子除了生產薄膜陶瓷散熱基板外,又為符合不同照明需求,另外開發出薄膜陶瓷COB(Chip On Board)散熱基板。下表一即為璦司柏COB陶瓷基板解決方案。
     
LED晶粒以陶瓷作為載板時,此LED模組的散熱瓶頸則轉至系統電路板,其將熱能由LED晶片傳至散熱鰭片及大氣中,隨著LED晶粒功能的逐漸提昇,材料亦逐漸由FR4轉變至金屬芯印刷電路基板(MCPCB),但隨著高功率LED的需求進展,MCPCB材質的散熱系數(2~4W/mk)無法用於更高功率的產品,為此,陶瓷電路板(Ceramic circuit board)的需求便逐漸普及,下表二即為各種基板材料的特性分析。為確保LED產品在高功率運作下的材料穩定性與光衰穩定性,以陶瓷作為散熱及金屬佈線基板的趨勢已日漸明朗。陶瓷材料目前成本高於MCPCB,因此,如何利用陶瓷高散熱系數特性下,節省材料使用面積以降低生產成本,成為陶瓷LED發展的重要指標之一。因此,近年來,以陶瓷材料COB設計整合多晶封裝與系統線路亦逐漸受到各封裝與系統廠商的重視。