COB封裝在LED燈具優(yōu)勢(shì)探討

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2013-12-28

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 LED室內(nèi)照明燈具發(fā)展歷程及趨勢(shì)

       LED照明初期是由點(diǎn)綴裝飾性光源為主，雖然功率小,，價(jià)格高,，但其可靠性高，電工照明,，控制性強(qiáng),，體積小，所以最先興起的市場是小夜燈,、線條燈等,。隨著LED照明燈具的逐步發(fā)展，在亮化工程輔助照明等公共場合,，LED照明燈具漸漸替代了一些傳統(tǒng)光源產(chǎn)品,。2009年，LED燈具開始在發(fā)達(dá)國家進(jìn)入主照明普及,，在電費(fèi)較高,，使用時(shí)間較長的商業(yè)應(yīng)用場所，LED燈具迅速成為市場的新寵,。市場對(duì)LED燈具產(chǎn)品有了一定的認(rèn)可和接受,。LED燈具的環(huán)保，3c認(rèn)證,，體積小,，高可靠性等其他特性逐漸凸顯出來。

       總體來看,，隨著LED產(chǎn)品質(zhì)量及性價(jià)比的提升，LED照明燈具正朝著替代目前所有其他人造光源的方向邁進(jìn),。

目前LED室內(nèi)照明燈具設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)

a) 散熱技術(shù)問題

       與傳統(tǒng)光源一樣,， led光源在工作期間也會(huì)產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率,。在外加電能量作用下,，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結(jié)附近輻射出來的光還需經(jīng)過芯片本身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達(dá)外界(空氣),。綜合電流注入效率,、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等,，最終大概只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能,，其余60-70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能,。

       一般來說，LED燈具工作是否穩(wěn)定,，品質(zhì)好壞,，與燈體本身散熱至關(guān)重要， LED燈具結(jié)構(gòu)一般由LED光源連接散熱結(jié)構(gòu),、驅(qū)動(dòng)器,、透鏡組成，3c認(rèn)證,，因此散熱也是一個(gè)重要的部分,，如果LED不能很好散熱、它的壽命也會(huì)受影響,。市場上的高亮度LED燈的散熱,，常常采用自然散熱，效果并不理想,。

b) 電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)問題

       由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件,，又具有負(fù)溫度特性，因而在應(yīng)用過程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù),，從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念,。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡,，可以直接連接 220V的交流市電,。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路,，LED天花燈,，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器,。目前常用驅(qū)動(dòng)電源存在元器件多,，使用環(huán)境突發(fā)因素多，失效幾率高,、輸出特性不穩(wěn)定,，對(duì)LED的保護(hù)措施不夠等現(xiàn)象，且與LED壽命不匹配(電源壽命<20Kh,，LED壽命>30Kh),，辦公照明，同時(shí)好的驅(qū)動(dòng)電源成本太高,，設(shè)計(jì),，占燈具成本的20-40%以上。

c) 二次配光技術(shù)問題

       通常為了使LED芯片發(fā)出的光能夠更好地輸出,，得到最大程度地利用,，并且在照明區(qū)域內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求,，需要對(duì)LED光源進(jìn)行二次光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，二次光學(xué)設(shè)計(jì)主要考慮如何把LED光源發(fā)出的光線集中到期望的照明區(qū)域上,，從而讓整個(gè)系統(tǒng)發(fā)出的光能滿足設(shè)計(jì)需要,，ROSH認(rèn)證，目前二次光學(xué)所使用的基本光學(xué)元件主要有透鏡和反光杯兩種,，如何提高燈具出光面的亮度均勻性,，減少不舒適的眩光以及如何實(shí)現(xiàn)更好的配光曲線，提高光在工作面的利用效率是目前二次配光技術(shù)主要要面對(duì)的問題

d) 燈具標(biāo)準(zhǔn)化問題

       目前由于我國缺少針對(duì)LED照明產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，加上各家企業(yè)自身現(xiàn)有的裝備設(shè)施,、各自的工作基礎(chǔ)和技術(shù)水平發(fā)展不均衡，造成了市場上出現(xiàn)的LED照明應(yīng)用產(chǎn)品種類繁多,、性能各異,、互換性差，給整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),，LED筒燈,，LED照明品牌，同時(shí)也在一定程度上制約了LED照明產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,。

COB封裝技術(shù)如何解決這些技術(shù)難點(diǎn)

a) 縮短熱通道,，減少降低熱阻

       傳統(tǒng)封裝應(yīng)用的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-焊點(diǎn)-錫膏-銅箔-絕緣層-鋁材。COB封裝的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-鋁材,。COB封裝的系統(tǒng)熱阻要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)SMD封裝的系統(tǒng)熱阻,，大幅度提高了LED的壽命。

b) 提升出光均勻度

       傳統(tǒng)封裝通過將多個(gè)分立的器件貼在PCB板上形成LED應(yīng)用的光源組件,，LED燈管,，此種做法存在點(diǎn)光，眩光以及重影的問題,。而COB封裝由于是集成式封裝,，是面光源，視角大且易調(diào)整,，減少眩光及出光折射的損失,，質(zhì)量，出光均勻一致,。

c) 增強(qiáng)色溫一致性

       一體式封裝，可以避免傳統(tǒng)光源多個(gè)封裝器件之間存在色差問題,，色度空間分布比較均勻,。

d) 光引擎設(shè)計(jì)，多功能集成

       COB光源更容易實(shí)現(xiàn)電源與驅(qū)動(dòng)一體集成,，形成光引擎,，將LED光源與led驅(qū)動(dòng)電路置放于同一片基板將可降低LED照明模組的生產(chǎn)成本,，結(jié)構(gòu)更為緊湊，綠色照明,，給燈具設(shè)計(jì)留有更大空間,，也避免下游燈具制造端需同時(shí)整合光源和電源供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)，可以降低外置電源的設(shè)置難度,。

e) 模塊化及其標(biāo)準(zhǔn)化

       COB光源的模塊化可很好的推動(dòng)光源和燈具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,，質(zhì)量，光源模塊化可以使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)相互的可替換性,，解決資源重復(fù)投資的問題,。更容易實(shí)現(xiàn)從功率集成到光、機(jī),、電,、熱功能集成。

       集成光源標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向是從光源模組到光引擎,，最終的光源形式一定以便于拆卸和替換的模組形式來體現(xiàn)的,。光源模組與電子器件組合，形成光引擎模塊;而功能模塊化之后,，通過標(biāo)準(zhǔn)連接接口相互連,，并逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，這是一個(gè)必然的趨勢(shì),。加之led封裝產(chǎn)品上千種規(guī)格,，LED天花燈，種類繁雜,，性能各異,，互換性兼容性較差，只有集成光源形態(tài)最符合標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)的發(fā)展,。