COB封装研究进展、存在的问题及未来展望
LED COB封装是指将LED芯片直接固定在印刷线路板(PCB)上,芯片与线路板间通过引线键合进行电气连接的LED封装技术。其可以在一个很小的区域内封装几十甚至上百个芯片,最后形成面光源。与点光源封装相比,COB面光源封装技术具有价格低廉(仅为同芯片的1/3左右)、节约空间、散热容易、发光效率提高、封装工艺技术成熟等优点。
由于散热性能优越及制造成本低廉,COB封装LED光源受到很多封装企业的热捧。对于大功率COB封装,散热是影响其长期可靠性的至关重要的因素。COB封装产品结点温度升高会降低LED的整体效率,降低正向电压,导致发射光红移,降低使用寿命及可靠性。
LED的散热研究主要包括3个层次:封装、基板和整体层次。在解决大功率COB封装的散热问题时,大多数研究者是先提出结构模型,并通过软件(有限元分析软件ANSYS、计算流体力学软件CFD等)模拟一定条件下整个封装结构的散热过程及各部位的温度,再进行实验验证模拟结果。此外,影响大功率COB封装性能的一个重要因素是封装胶的性能。
1、大功率LED COB封装用硅胶性能
目前市场上可用于大功率LEDCOB封装的硅胶种类繁多,其中数量较多的是国产硅胶,其主要优势是价格低廉。下表1对比了目前市场上部分硅胶的性质。
从上表1中可以看出,硅胶的折射率可分为两个主要档次:低折射率(1.42)和高折射率(1.54)。在封装过程中使用高折射率的硅胶可以有效减少光子在界面的损失,从而提高光源的光通量。
另外一个影响硅胶性能的重要参数是透光率。从表中看出,大部分封装硅胶的透光率都能达到98%以上,其中道康宁公司的OE-6550硅胶的透光率达到100%,且折射率达到1.543,固化条件简单,只需在150℃固化1h即可,耐温范围宽(-60~200℃),性能上具有很大优势,但缺点是价格昂贵(售价5700~6800元/kg)。
对比性能还可以看出,很多国产硅胶的性能已经接近于道康宁的这款产品。也有一些商家称其硅胶完全可以取代OE-6550硅胶用于LED的封装。
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