《電子技術(shù)應(yīng)用》
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解析白光LED調(diào)配及LED散熱陶瓷
摘要: 下文介紹了如何改善色溫均勻性的問(wèn)題,對(duì)于LED封裝廠商可降低封裝技術(shù)的門檻且加速達(dá)到LED平價(jià)化的目標(biāo),借由此方式幫助提升節(jié)能LED照明的市場(chǎng)滲透率,。
Abstract:
Key words :

        現(xiàn)今的光學(xué)效應(yīng)可以光學(xué)3原色原理來(lái)說(shuō)明,,當(dāng)白光通過(guò)菱鏡后被折射出多種顏色的過(guò)渡色譜,在可見(jiàn)光400~800um范圍內(nèi),,顏色可分成紅,、橙,、黃,、綠,、青、藍(lán),、紫的可見(jiàn)光譜,。而人的眼睛就像一個(gè)3色接收器,對(duì)紅(620um),、綠(555um),、藍(lán)(470um)3種顏色特別敏感,而其他顏色可以通過(guò)紅,、綠,、藍(lán)3色按照不同的比例調(diào)配而成,同樣絕大多數(shù)單色光也可以分解成紅綠藍(lán)3種原色,。

        由3原色原理可知,,紅、綠,、藍(lán)3種原色是相互獨(dú)立的,,任何一種原色都不能由其他顏色合成,而3原色則可按照不同的比例相加合成混色稱為相加混色,。由圖1可知,,其規(guī)律為:紅+綠=黃、紅+藍(lán)=紫,、藍(lán)+綠=青,、紅+藍(lán)+綠=白,所以白色的太陽(yáng)光可經(jīng)水氣折射出炫麗彩虹的色彩,。

       經(jīng)由上述原理可了解,,白光LED也可借由此方式混合出來(lái),因此通常有3種方式來(lái)調(diào)配白光LED,。

       方法1為多晶片混光技術(shù),,分別把紅、藍(lán),、綠3晶片或藍(lán)光,、黃光雙晶片固定于同一封裝體內(nèi)部,再經(jīng)由調(diào)整各晶片的電流大小,,調(diào)整各晶片的出光量來(lái)控制混光比例,,以達(dá)到混成白光的目標(biāo)。其中又以紅,、藍(lán),、綠多晶片混光技術(shù)呈現(xiàn)的色彩飽合度及演色性(Color Rendition)最佳,,但還須克服晶片光衰程度、熱源過(guò)度集中產(chǎn)生散熱封裝等問(wèn)題,。若有任何一晶片提早失效,,就無(wú)法得到所需白光的光源。

        方法2是以紫外光LED激發(fā)均勻混合之藍(lán)色,、綠色,、紅色螢光粉,使其激發(fā)出一定比例之3原色進(jìn)行混光而輸出白色,。三波長(zhǎng)白光發(fā)光二極體具有高演色性優(yōu)點(diǎn),,但卻有發(fā)光效率不足及混光不均的缺點(diǎn)。

         方法3在藍(lán)光LED的周圍= 充混有黃光YAG(Yttrium Aluminum Garnet)螢光粉的膠,,并使用波長(zhǎng)為400~530nm的藍(lán)光LED,,發(fā)出光線激發(fā)黃光YAG螢光粉產(chǎn)生黃色光,但同時(shí)也與原本的藍(lán)光混合,,進(jìn)而形成藍(lán)黃混合之二波長(zhǎng)的白光,。

         第3種方式因方法簡(jiǎn)單且成本低廉,所以現(xiàn)在多以此種方式進(jìn)行封裝,,但是此種LED會(huì)有色溫偏高與不均勻及紅色光譜較弱,,造成演色性較差。

        由于藍(lán)光LED激發(fā)黃色螢光粉的白光LED會(huì)有上述這些問(wèn)題,,因此開(kāi)始有技術(shù)導(dǎo)入以解決此問(wèn)題,,而控制螢光膠的均勻性則可由兩方面著手。首先探討膠體調(diào)配技術(shù),,可由真空攪拌法均勻混合螢光粉于光學(xué)膠內(nèi),,以提升光的散布均勻度。此外,,也可改善螢光粉之均勻披覆技術(shù),,現(xiàn)今有許多披覆方式,首先是以噴嘴噴灑螢光粉于晶片之上,,但會(huì)面臨噴灑不均的問(wèn)題需解決,。另外還可使用螢光膠貼布貼于晶片之上,,

        此方式可解決螢光膠厚度及分布的問(wèn)題,,但會(huì)有貼合對(duì)位及金線斷裂的問(wèn)題需解決。上述所提的兩項(xiàng)技術(shù),,須使用較高精度的機(jī)臺(tái)與技術(shù),,因此導(dǎo)入門檻較高,對(duì)于有心踏入封裝領(lǐng)域的業(yè)者,,考量到機(jī)臺(tái)成本與技術(shù)門檻問(wèn)題,,多數(shù)還是以最為簡(jiǎn)單的點(diǎn)膠技術(shù)進(jìn)行封裝,,但點(diǎn)膠會(huì)面臨到涂布厚度不均及分布范圍不同。

          因此,,現(xiàn)在基板供應(yīng)商開(kāi)始在封裝基板進(jìn)行擋墻制作以輔助控制點(diǎn)膠精準(zhǔn)度,,此方式是以固定尺寸的擋墻作為鑄框進(jìn)行點(diǎn)膠,當(dāng)點(diǎn)入固定量的螢光膠于擋墻內(nèi),,借由體積公式V=A*H (V:體積,, A:面積, H:高度)可了解,,當(dāng)固定體積與面積后,,即可得到固定的高度,所以可借由點(diǎn)膠系統(tǒng)注入固定體積的螢光膠,,再配合外加擋墻以侷限點(diǎn)膠范圍即可精準(zhǔn)控制螢光粉的高度,,進(jìn)而改善以藍(lán)光LED激發(fā)黃色螢光粉所面臨的色偏問(wèn)題。

         就功能性散熱陶瓷的擋墻技術(shù)而言,,大毅科技現(xiàn)可提供3種解決方案,。

         方案1為電鍍擋墻,在原線路上以電鍍方式增加金屬擋墻,,此方式所形成之擋墻具有良好的熱穩(wěn)定性及信賴性,,但其制程較為繁雜及費(fèi)時(shí)之外,還因擋墻具導(dǎo)電特性而限制了線路的配置,。

        第2種方案為防焊擋墻,,此種方案是以黃光制程在線路上披覆透明防焊漆,可以快速且大批量的量產(chǎn)所需產(chǎn)品,,還因防焊漆本身透明的原因,,可以減少LED的出光損耗。然而相對(duì)于金屬高分子的熱穩(wěn)定性不佳,,會(huì)因回焊或共晶制程而產(chǎn)生些許黃變問(wèn)題,,會(huì)影響整體的出光效率,因此膠體本身還需不斷的研發(fā)精進(jìn),。

        第3種方案則是使用點(diǎn)膠方式制程,,因點(diǎn)膠精度有限及無(wú)法大批量同時(shí)生產(chǎn),因此,,此技術(shù)多應(yīng)用在COB等大尺寸且不求精度的散熱陶瓷上,,現(xiàn)在可簡(jiǎn)易且低成本的在COB陶瓷板上加工大尺寸的擋墻,此擋墻不但可以進(jìn)行螢光粉的披覆還可填充封裝矽膠于LED芯片之上,,基于這些優(yōu)點(diǎn),,此技術(shù)已最快被應(yīng)用量產(chǎn)于散熱封裝陶瓷之上。

         大毅科技借由這些散熱封裝陶瓷技術(shù)的研發(fā),已能大量供給急需改善色溫均勻性問(wèn)題的封裝廠,,以降低封裝技術(shù)的門檻且加速達(dá)到LED平價(jià)化的目標(biāo),,借由此方式幫助提升節(jié)能LED照明的市場(chǎng)滲透率,使列為3大耗能產(chǎn)業(yè)的照明工業(yè)擺脫地球暖化殺手的惡名,,為子孫后代及未來(lái)的我們,,減緩環(huán)境破壞的速度,保護(hù)賴以為生的地球,。

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