高亮度LED制程技术解剖

来源:中山LED网 作者:--- 时间:2011-11-10 00:00

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核心提示:  尤其是LED光源不易损坏、寿命长的优点,若不计单组成本问题,相较于传统高耗能的钨丝灯(白炽灯)/卤素灯/高压钠灯、有汞污染疑虑

  尤其是LED光源不易损坏、寿命长的优点,若不计单组成本问题,相较于传统高耗能的钨丝灯(白炽灯)/卤素灯/高压钠灯、有汞污染疑虑的CCFL萤光灯具,LED是表现相当优异的替代性光源新选择。

  但为了因应不同日常照明应用,还须针对发光效率、光形、散热设计与整体使用成本等多项应用问题,持续改善LED的产品设计,让LED照明更具实用价值,而不再只是展现环保诉求的装饰品。

    高亮度LED较一般传统高亮度卤素灯、钠灯具备更长使用寿命,可制成户外用灯具,节省维护成本


  前面也有提到,LED照明光源的设计必须先改善照明模块的散热设计,散热机制的集成是LED照明产品能否维持长寿命、低光衰的关键。例如,采用COB LED多晶灯板,将LED芯片固定在印刷电路板之上,LED芯片可直接透过PCB接触增加热传导效率,进而改善LED照明应用常见的散热问题。

  LED载板设计形式 可改善元件散热效率

  为了因应高功率、高亮度的照明应用设计,原有的PCB载版会改采金属核心的PCB材料来增加LED元件的散热效率,因为驱动过程所产生的热,均可藉由PCB的金属核心来降低热阻抗,进而强化散热表现。

  金属核心PCB多使用MCPCB(METAL 酷睿 PRINTED CIRCUIT BOARD)来降低载板热阻设计,而MCPCB为求降低成本,多选用铝为载板核心,具成本低廉、散热能力佳及更好的抗腐蚀特性。

  LED要获得日常光源大量应用的优势,就必须深入发展芯片的核心技术,其中影响LED元件发光特性、效率的关键更在其基底材料与长晶的技术差异。LED基底材料除传统蓝宝石基底之外,矽、碳化硅、氧化锌、氮化镓...等都是目前LED的应用重点。而薄膜芯片技术则是开发高亮度LED芯片的重点技术。

THIN FILM重点在减少晶粒的侧向光耗损,搭配底部反射面集成,可将芯片本身97%由电产生的光输出直接自LED正面输出,避免光耗损,如此自然可提高LED的单位发光效率。除提高LED芯片的光电效率外,亦可透过改变芯片结构,如芯片表面粗化设计,透过多重改善电光效率制程方法,进行产品改良。

  利用封装技术 全面强化LED元件照明性能

  在高功率LED封装技术方面,可分单颗芯片封装、多芯片集成封装、芯片板封装...等项目,透过改善封装技术,则可让LED发光效率、散热、产品可靠度获得全面性的改善。

  单颗芯片封装应用方面,可利用封装来改善发光效率、散热热阻,或开发SMT形式量产元件,另在封装阶段还能利用萤光粉体混入封装体的处理手段,改善LED的输出色温,或是控制LED的照明光色与提升照明质量。

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