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led照明灯具价格 LED集成封装的研究现状

发布者:小金猪0_0浏览次数:
摘要
多芯片LED集成封装是完成大功率照明的方式之一。本文归结了集成封装的特色,并从产品应用、封装形式,散热治理和光学策画几个方面对其实行了先容,并剖释了集成封装的开展趋向,随着大功率白光LED在照明界限的通常应用,集成封装也将获得迅速开展。
关键词:白光LED;集成封装;散热治理;光学策画
1 引言
LED绝对待保守具有高、节能环保、反响时间短、和平确实等利益,使得它从发现就一直遭到人们的体贴。近些年来,LED照明曾经获得了较为通常的应用,被业界认场开展的主要方向,具有强壮潜力。随着人们对全球动力缺少的焦虑加剧,LED的前景备受注视。现活着界各国都拟定了外国LED开展的计划,我国“十二五”规划也对LED开展方向实行了昭彰形色,并被列为“十二五”时期重点节能工程,包罗在国度七大战略性新兴产业中的节能环保产业和新质料产业。
目前,完成大功率LED照明的设施有两种:一是对单颗大功率实行封装,二是采用多芯片集成封装。对待前者来说,随着芯片技术的开展,尺寸增大,品格进步,可经过大电流驱动完成大功率LED,但同时会遭到芯片尺寸的限值,后者具有更大的灵敏性和开展潜力,可依据不同来更动芯片的数量, 同时它具有较高的性价比,使得LED集成封装成为的支流方向之一。
2 集成封装产品应用现状
据报道 ,美国UOE公司于2001年推出了采用六角形铝板作为基板的多芯片组合封装的Norlux系列LED;LareneficialinaCerhaudio-videoe always areenics公司于2003年推出了采用在公司独有的金属基板上高温烧结陶瓷(LTCC-M)技术封装的大功率LED阵列;松下公司于2003年推出由64颗芯片组合封装的大功率白光LED;亿光推出的6.4W、8W、12W的LED系列光源,采用在MCPCB基板多芯片集成的方式,裁汰了热传达间隔,低落了。
李建胜等在剖释LED各种技术计划的根本上,采用COB工艺,将小功率芯片间接牢固在上,制成高效散热的COB LED El光灯,从2009年起源已用支LED日光灯对500辆世博公交车和近4000辆都邑公交车实行改装,取代原有荧光灯,获得用户好评,一直任职于上海世博会及都邑交通。
杨朔诈欺多芯片集成封装的LED光源模块开收回一款,采用了热管散热技术。这种LED防爆灯高,照耀间隔长,确实性高,散热机能好,寿命长。
3 LED集成封装的特色
集成封装也称多晶封装 ,是依据所需功率的大小确定基板底座上LED芯片的数目,可组合封装成1W、2W、3W等高亮度的大功率LED器件,末了,使用高折射率的质料按光学策画的形态体式对芯片实行封装。其特有的封装原理决心了它具有诸多的利益,如:
(1)就我国而言大功率芯片的研发处于掉队的地点,采用集成封装不失为一种开展的捷径,更切合我国的基外国情;
(2)芯片不妨策画为串联也许并联,灵敏地适应不同的电压和电流,便于驱动器的策画,进步光源的光效和确实性;
(3)必定面积的基板上芯片的数目不妨自在操纵,依据客户的请求,不妨封装成也许,形式多样;
(4)芯片间接与基板相连,低落了封装热阻,散热题目易治理。
不过,对待集成封装而言,异样生计一些不敷:
(1)由于多芯片集成封装在一块基板上,招致所得的光源体积较大;
(2)多颗芯片经过串并联的方式组合在所有,绝对待单颗芯片而言其确实性较差,将招致举座光源受影响;
(3)固然多芯片封装绝对待单颗同功率大芯片来说,散热才能强,但由于多颗芯片同时散热,热流失水平不同,会惹起芯片间的温度不同,影响寿命,故散热题目的治理也很关键;
(4)二次光学的策画题目,多芯片出光角度不同,须要在一次光学策画的根本上实行二次光学策画,以知足用户的请求。
4 集成封装经过中机械、热学、光学的钻研讨论现状
集成封装由于其所具有的超越利益,曾经成为了LED封装方式的支流方向,近年来惹起很多企业和科研院所的体贴并开展了大宗的钻研讨论,请求了相关的专利,这些都在极大的煽动集成封装技术的开展。
4.1 封装组织形式
如今多芯片集成封装的支流形式就是多颗芯片之间以串并联的方式间接与基板相连接,然后对芯片实行独立封装也许是封装于同一上面。
徐朝阳等请求的专利中,将多颗芯片间接固晶在铝基板上,涂覆荧光粉后,再在每颗LED芯片外貌封盖一个光学透镜。工艺简单,封装质料精简,同时热阻低落,光效进步,此外还便于安装成LED产品,绝对待同功率的单颗芯片封装形式而言,COB模块化LED封装技术具有诸多利益。
李建胜依据大凡集成封装中生计的层联结面和较长的热传导间隔题目提出了一种COB集成封装工艺。即在铝质PCB集成电路板上刻一些有益于芯片发光光线分散的反光腔,将多颗芯片逐一植人腔内,同时在其周围绘制PCB线路,将芯片电极引线焊接至此,导通电路,末了在腔周围堆积垒成环形围栅,在其内涂敷硅胶和荧光粉,一次酿成一体化的LEDCOB组件。这种策画将芯片与散热器间接相连,减小了组织热阻,散热效果远好于普通封装组织,进步了LED的出光率。
李炳乾等采用COB技术和阵列化互联的方式制备出白光LED光源模块,他们将荧光粉层涂敷在出光板上,进步了出光的平均性和荧光粉的稳定性;同时将阵列化互连方式与电流降额使用相联结,裁汰了保守串联和并联连接设施时一个芯片毁坏对其他芯片事业形态的影响的缺陷,进步了编制确实性,这种封装组织抵达了简化工艺的目的。
总体上,不同专利所形色的集成封装的组织形式和原理都迥然不同,区别主要在于所选的焊接方式、反光腔内壁的涂覆质料以及所选基板的不同,更动集成封装的思想方式,使集成封装在白光LED封装中获得更通常的应用。
4.2 散热治理
集成封装技术固然是封装的主要方向之一,但是散热题目却一直是集成封装技术的瓶颈,我们知道通常LED高功率产品其光电转换效率为20%,剩下80% 实行,治理好散热题目,将会使LED光源的质量上一个台阶。集成封装的热治理思绪目前主要召集在:采选导热系数高的基板;缩小热传达的间隔;优化固晶技术等方面。蚁泽纯从芯片的事业数量以及芯片的集成密度等方面剖释发现集成封装的多芯片白光LED结温随着集成芯片数量的增加而增进,其发光效率随着集成芯片数量的增加呈减小趋向,以是芯片的数量及集成密度在集成封装技术的应用中也是一个很严重的影响要素。
在揭晓号为CNA专利中针对光源模块的散热机能提出改善计划,即在基板重心肠点增加一柱形导热装配作为散热区,使光源模块在发光时,各发光芯片所发作的热不妨更迅速的由基板发散。
在散热基板质料的采选中,最被看好的是陶瓷基板,陶瓷基板具有散热性佳、耐高温与耐湿润等利益,逐渐成为大功率LED散热基板的首选质料。程治国等以陶瓷基板(氧化铝和氮化铝,厚度0.5~1.0mm)为散热基板,请求了一发现专利。在专利中采用陶瓷基板金属化技术,共晶焊接技术实行LED集成封装,导热机能大大改善,采用集成封装不妨使光源功率抵达200W。
Luqiao Yin研收回一种表层为LTCC,底层为A1N 的陶瓷基板,经集成封装测试发现持久点亮后温度唯有70.8℃ ,经ANSYS模仿察看到跟陶瓷基板相连的铝热沉温度唯有39.3cc,当驱动电流抵达500mA时,也唯有41.0℃ 。
4.3 光学策画
大功率LED照明零组件在成为照明产品前,大凡要实行两次光学策画。一次光学策画的目的是尽可能多的取出LED芯片中收回的光,二次光学策画的目的则是让整个灯具编制收回的光能知足策画需求。集成封装中由于生计多颗芯片,以是对待二次光学编制策画的请求更高!
为了完成所请求的矩形散布,刘红等依据光源特性和路面的光斑散布,经过折射定律树立透镜母线的斜率方程,依据该方程策画了用于矩形光斑散布的透镜,采用正交优化设施,诈欺LightTools软件对所策画的透镜光学编制实行仿真对照钻研讨论,获得了一个矩形光斑散布的光学透镜。仿真结局注脚,该透镜光学编制在高度为10m的照耀条件下,照耀面积为40mx 10m的矩形光斑,平均度为0.31。对有光斑尺寸请求的LED路灯透镜来说,该设施提供了一种简单有用的策画门路。
宋春发等人策画出一种用于多颗芯片集成封装的大功率LED透镜及其灯具。透镜包括入光面和出光面,还包括环形反射面,所述出光面与反射面相贯,所述人光面为二次曲面,其曲面系数为:K=一1.2~一1.5,R=35~41mm,所述出光面为立体,所述反射面为二次曲面,其曲面系数为:K=一0.24~一0.26,R=23~29mm。这种策画中LED重心区域的光线经出光面出射,LED边缘的光线经环形反射面出射,不妨防止由于透镜的视场角无限而吃亏LED光能,从而最大限度的征求LED收回的光线,进步灯具的发光效率。
5 结束语
近年来,随着世界各国政府对LED开展的政策扶助以及LED芯片、封装、应用技术的延续进步,LED照明产业获得长足开展。LED集成封装固然开展时间短,可鉴戒的现实出产体验无限,但是在现实中发挥阐收回极大的上风,获得了市场的肯定,曾经成为了封装技术的主要趋向之一。
对待单颗芯片而言,固然功率会越来越大,但要用到更大功率照明还是须要集成;同时随着科技的前进,芯片品格的擢升,集成封装将会具有更大的价钱上风,对待LED照明的扩张有着主动影响;随着封装技术的延续进步以及封装质料机能的前进,光源的光效将会逐渐进步,散热治理必将更为简捷,集成封装技术的上风也将愈加彰着,开展前景将越来越宏壮。---------------苏州威斯华光电无限公司作为专业提供LED照明产品的公司我们产品涵盖家居照明、厂房办公照明、商业照明及户外照明4大界限,产品包括LED工矿灯、一体化太阳能路灯、LED球场灯、LED防爆灯、LED塔吊灯和LED码头照明灯具。竭诚为客户提供专业、优良的照明产品及应用解决计划!我们有专业发卖团队可为不同需求的客户提供相应解决计划。本公司秉承优良产品,诚信托职与一些策画公司、妆点公司都有树立持久稳固的战略互助关连,在全国衔接了多项工厂改造,户外照明等任职遭到客户及业界认可。专业提供商苏州威斯华光电无限公司