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解析高功率白光LED的现状与改进

2013-09-17 10:30
九一隐士
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  在众多环保光源应用方案中,LED是相对其他光源方案更为节能、便于组装设计的一种光源技术,其中,在照明光源应用中,高功率白光LED使用则为最频繁的发光元器件,但白光LED虽在发光效率、单颗功率各方面表现均有研发进展,实际上白光LED仍存在发光均匀性、封装材料寿命等问题,尤其在芯片散热的应用限制,则为开发LED光源应用首要必须改善的问题...

  高功率白光LED应用于日常照明用途,其实在环保光源日益受到重视后,已经成为开发环保光源的首要选择。但实际上白光LED仍有许多技术上的瓶颈尚待克服,目前已有相关改善方案,用以强化白光LED在发光均匀性、封装材料寿命、散热强化等各方面设计瓶颈,进行重点功能与效能之改善。

  环保光源需求增加高功率白光LED应用出线

  LED光源受到青睐的主因,不外乎产品寿命长、光-电转换效率高、材料特性可在任意平面进行嵌装等特性。但在发展日常照明光源方面,由于需达到实用的“照明”需求,原以指示用途的LED就无法直接对应照明应用,必须从芯片、封装、载板、制作技术与外部电路各方面进行强化,才能达到照明用途所需的高功率、高亮度照明效用。

  就市场需求层面观察,针对照明应用市场开发的白光LED,可以说是未来用量较高的产品项目,但为达到使用效用,白光LED必须针对照明应用进行重点功能改善。其一是针对LED芯片进行强化,例如,增加其光-电转换效率,或是加大芯片面积,让单个LED的发光量(光通量)达到其设计极限。其二,属于较折衷的设计方案,若在持续加大单片LED芯片面积较困难的前提下,改用多片LED芯片封装在同一个光源模组,也是可以达到接近前述方法的实用技术方案。

  以多芯片封装满足低成本、高亮度设计要求

  就产业实务需求检视,碍于量产弹性、设计难度与控制产品良率/成本问题,LED芯片持续加大会碰到成本与良率的设计瓶颈。一昧的加大芯片面积可能会碰到的设计困难,并非技术上与生产技术办不到,而是在成本与效益考量上,大面积之LED芯片成本较高,而且对于实际制造需求的变更设计弹性较低。

  反而是利用多片芯片的整合封装方式,让多片LED小芯片在载板上的等距排列,利用打线连接各芯片、搭配光学封装材料的整体封装,形成一光源模组产品,而多片封装可以在进行芯片测试后,利用二次加工整合成一个等效大芯片的光源模组,但却在制作弹性上较单片设计LED光源用元件要更具弹性。

  同时,多片之LED芯片模组解决方案,其生产成本也可因为芯片成本而大幅降低,等于在获得单片式设计方案同等光通量下,拥有成本更低的开发选项。

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