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LED显示屏灯珠封装材料有哪些?

文章来源:重庆彩光科技 阅读次数: 发表时间:2019-07-17
现今,LED越来越亮。为了满足一般照明市场的需求,LED必须将传统白炽灯与卤素灯泡的流明输出匹配(通常在相同的尺寸范围内),而且这个任务也是一个热挑战。
 
    普遍的高亮度(HB)LED只能将约45%的能量转化为光,其余的以热量出现。这种热量需要尽可能快地从LED上导出,以防止LED过热及发生潜在的灾难性故障。这种HB LED的功率输入增加加速了更多的功率进入LED,反过来产生更多的热量。
 
    这种情况是LED制造商面临的挑战,目前市场上已经有许多不同的方法来克服了。所有的都是从LED封装开始,因为封装提供了许多功能:它不仅为LED芯片提供物理保护,并将LED固定在灯具上,但这也意味着LED芯片处于密封的封装环境中,这大大地阻止了对流和辐射带来的散热,而把LED只能靠从封装背面通过热传导方式散热。
 
    这一情况下,使用导热基板可以帮助缩小LED与散热器间的热传递路径。但使用铜片类材料或许更简易,因为铜的导热性能非常好。导热基板需为电绝缘,因为它还需要携带将电力输送到LED的铜轨。如果介质不绝缘,LED就会被短路。因此,行业需要的是既能导热又绝缘的材料。
 
    LED制造商不断研究解决方案以降低成本,要么通过消除工艺,要么使用更具成本效益的材料。最终是将LED灯泡的整体成本降低到一个消费者可以用低价就能购买的水平。
 
 
    HB LED封装普遍有两种方法。
 
    制造商可以将单个大型LED芯片或芯片组(例如,一个红色,一个绿色和一个蓝色)使用表面贴装技术(SMT)集成到一起,或者制造商将一些芯片直接封装到PCB-COB上。图1包括来自制造商Cree,Lumileds和Samsung的不同封装类型的样品。
 hello LED封装材料的可选类型有哪几种?   封装 forum
图1  三星芯片级封装(CSP)器件(左);
Lumileds的中功率LED(中);Cree的COBLED(右)
LED两种方法
    从表面看,COB LED很简单。通过将裸露的LED芯片直接封装到PCB上,这显然使COB设备成为一个更具成本效益的选择。
 
    COB LED的缺点是在于它们倾向于广角度。这些可以用于像路灯、高棚灯这样的照明灯具中。但是对于需要定向光束,如在汽车前灯或天花板筒灯中,则需要贴片定向高功率LED产品。
 
    HB LED和陶瓷的好处
 
    定向HB LED封装的关键要求是封装基板的两侧需要“电路化”,铜轨通过基板,连接两组电路。这是至关重要的,因为封装基板需要安装到模组或灯具电路上。需要填充有导电铜的通孔,但是这些通孔需要与电路的其余部分隔离开。这低估了例如金属芯PCB(MCPCB)之类的材料。
 
    到目前为止,唯一可以满足这一要求的市场材料是电子陶瓷。陶瓷是非常理想的,因为它是一种天然的电介质,某些类型的陶瓷就是优良的热导体。钻入基板的通孔将与其余材料电隔离开。
 
    陶瓷是一个很好的选择,还有另外一个原因是它们能够通过非常高分辨率的直接镀铜(DPC)工艺。 DPC是一种添加处理,铜轨迹被溅射到陶瓷上以建立电路,而不是使用还原工艺。这个工艺非常精确地加铜,以微米的精度测量。
LED复合热性能
 
    这就是低成本MCPCB再次失败的地方。为了给MCPCB制作电介质层,需要加入环氧树脂,将铜电路粘在金属芯的表面。正是这种环氧树脂层作为电介质,它通常与陶瓷颗粒混合以提高热性能。这只能通过还原工艺,于是再次,陶瓷成为唯一的选择。
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