未来LED封装趋势-LED模组化封装浅析

  • aijiabaojie.cn   来源:沛沛网   2020-05-29 02:46:28  

LED作为一种全新的光源,正越来越多地被融入到人们的生活当中,它的发展脱离不了人们对照明的需求。当LED作为一种全新的光源去取代上一代光源的时候,就必须比上一代光源具备更多的能够被人们接受的优点,这样,取代的机会才会更大。

  相比于传统光源(比如荧光灯和白炽灯),LED在接近于理论转换效率时,要比传统光源的光效高出5-20倍。即使是现阶段的量产光效,其水平也在2-15倍之间,同时结合到其指向性的优点,此差距将会更大。由于发光原理的改变,其寿命也会比传统光源高出很多。此外,由于LED还具备对健康和环境无危害等一系列的优点,其在现阶段已被公认为是下一代最为合适的光源。

  为什么需要LED模组化封装?

  LED在现阶段被用作照明产品,最直接和最简单的应用莫过于用于替代(包含球泡灯与日光灯管的替代)。这相对来说也更容易被接受。除了节能以外,产品的外观和效果都没有明显的改变。当然,在照明产品越来越个性化的今天,灯及灯具本身已经逐渐演变成为了光的质量指标。不过,在LED拥有诸多优势的时候,其也会存在一些不易被人们广泛接受的因素,比如眩光与成本。对于大家更为习惯的灯具结构,由于LED在本质上存在着与传统光源的区别(比如指向性),所以如今再用传统灯具结构与之进行配合,其自身的特点将会被淹没在对现有灯具的简单取代之中。

  举一个简单的例子:目前,市场上存在和。在筒灯内需要放置光源,而对于传统的照明而言,球泡灯就已经属于一个光源。如果对应于当今的LED,球泡灯就已经属于一个灯具结构。我们需要思考的问题是:当一个LED球泡灯安装于传统灯筒内时,安装于LED球泡灯当中的光源能否直接被安装于筒灯结构之中?答案是肯定的。而且,其成本效应也会较LED球泡灯直接安装方式更优。但此类应用的问题在于,当一个非标的光源结构出现在消费者面前时,消费者可能无法进行简单的更换等。鉴于此种状况,目前摆在光源制造企业面前的一个问题是:什么是一个标准的光源结构?

  我们对此问题给出的答案是:由封装的企业对光源进行模组化和标准化。只有将LED光源进行模组化和标准化,并且这一工作由目前的封装企业来完成,在整个取代过程当中,成本才会被最优化。以下将从几点方面来简单地描述模组LED在光源取代过程中的突出优势。

  光源在可靠性方面的优势

  作为LED封装影响可靠性的前三大影响(热影响、静电影响、湿气影响)之一的热影响,是造成LED衰减的一个重要原因。以适用的Arrhenius模型来看,LED的节温每增加10℃,LED自身的寿命将随之减少1半。

  

  当然,对于LED封装来说,与寿命相关的因素还包括材料的特性。比如封装胶材的透光率的下降,各光学材料的反射率降低等等,都会造成整体器件的光衰减。而这里影响最大的还是热影响。

  结合于LED封装,温升的重要解决方式是,降低各材料之间的热阻和界面的热阻。模块化的封装形式在结构上可以起到减少结合层和降低整体热阻的效果。其结构如图1所示。 将图1(a)和图1(b)进行对比可以看出,当采用LED模组光源来组装日光灯管时,热阻仅由三个部分组成:芯片自身的热阻、固晶材料的热阻和灯管散热系统的热阻;而采用贴片类产品来组装灯管时,热阻则增加至六个部分:芯片自身的热阻、固晶材料的热阻、导线框架的热阻、焊接材料的热阻、导热基板的热阻和灯管散热系统的热阻。由此可见,采用LED模组光源可以在很大的程度上降低系列的整体热阻。

  

  图1:光灯管的热阻构成对比。

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