陶瓷基
眾所周知,COB是將LED Chips直接邦定(bonding)於導熱基板上,基板的特性直接影響到最終光源的可靠性及光電指標。
金屬基COB技術的瓶頸源於金屬的固有特性,高熱膨脹系數、高導電性、低光反射率等,存在以下幾個需要解決的瓶頸。
一、難以克服的熱應力
用於基板的金屬主要是鋁和銅,其熱膨脹系數遠大於晶粒的襯底,如下表
LED封裝材料熱膨脹系數
材料 熱膨脹系數
AL鋁 23
Cu銅 17.5
Al2O3陶瓷 5.4
LED Chips藍寶石襯底 5.4
金屬基COB LED工作在冷熱循環的過程中,晶粒將承受很大的熱應力及應力沖擊,有極大機會發生開焊,導致熱量無法導出而在局部富集碳化。熱應力是金屬基COB封裝的頭號敵人。
一、難以克服的熱應力
用於基板的金屬主要是鋁和銅,其熱膨脹系數遠大於晶粒的襯底,如下表
LED封裝材料熱膨脹系數
材料 熱膨脹系數
AL鋁 23
Cu銅 17.5
Al2O3陶瓷 5.4
LED Chips藍寶石襯底 5.4
金屬基COB LED工作在冷熱循環的過程中,晶粒將承受很大的熱應力及應力沖擊,有極大機會發生開焊,導致熱量無法導出而在局部富集碳化。熱應力是金屬基COB封裝的頭號敵人。
二、難以提高的光效
相對而言,鋁和銅的光反射率都較低。提高光反射率都主要靠鍍銀實現。大多做到60-70lm/w。在不計成本的情況下,大體也隻能做到80lm/w。另一方面,金屬基由於鍍銀的原因,線路的可焊性有很大不確定因素。為避免固晶焊線風險,多數廠傢選擇大尺寸芯片以減少焊線及固晶數量。LED芯片的出光效率隨驅動電流的升高而降低,也是金屬基COB光效難以提高的一個因素。
相對而言,鋁和銅的光反射率都較低。提高光反射率都主要靠鍍銀實現。大多做到60-70lm/w。在不計成本的情況下,大體也隻能做到80lm/w。另一方面,金屬基由於鍍銀的原因,線路的可焊性有很大不確定因素。為避免固晶焊線風險,多數廠傢選擇大尺寸芯片以減少焊線及固晶數量。LED芯片的出光效率隨驅動電流的升高而降低,也是金屬基COB光效難以提高的一個因素。
三、MCPCB的導熱系數低
由於金屬的導電性,MCPCB的線路與基板之間必須有絕緣層,絕緣層也是隔熱層,使得MCPCB的導熱系數一般在0.8-2之間。對於瓦級COB,芯片一般都固於鍍銀的銅線路上,銅鋁的高導熱優勢蕩然無存。十瓦級COB的熱密度極大,芯片固於鍍銀的銅線路上是非常不可取的,而要去除絕緣層將付出較高代價。直接固晶在鍍銀無線路金屬基上可以很好解決導熱問題,卻增加瞭焊線的困難,焊線不良一直是COB封裝廠傢頭疼的問題。同時,依然無法回避熱膨脹系數懸殊的問題。
由於金屬的導電性,MCPCB的線路與基板之間必須有絕緣層,絕緣層也是隔熱層,使得MCPCB的導熱系數一般在0.8-2之間。對於瓦級COB,芯片一般都固於鍍銀的銅線路上,銅鋁的高導熱優勢蕩然無存。十瓦級COB的熱密度極大,芯片固於鍍銀的銅線路上是非常不可取的,而要去除絕緣層將付出較高代價。直接固晶在鍍銀無線路金屬基上可以很好解決導熱問題,卻增加瞭焊線的困難,焊線不良一直是COB封裝廠傢頭疼的問題。同時,依然無法回避熱膨脹系數懸殊的問題。
陶瓷的熱膨脹系數與Chips的藍寶石襯底的熱膨脹系數接近,陶瓷基COB不僅徹底解決瞭可靠性問題,其高出光效率
(可達到110LM/W)和低熱阻向前邁進瞭一大步,高絕緣性(可耐4000V以上)更是解決瞭鋁基COB和鋁基板焊裝LED方法組裝燈具無法過高壓的問題。;GOYM的COB使用小芯片集成技術,具備高可靠、高光效、高絕緣、低熱阻。同時陶瓷cob平面光源有較強的ESD保護功能。
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