随着单位亮度不断增加,LED在照明领域的应用越来越广。为了持续增加LED的亮度,提高单颗磊镜片的面积以及使用功率势不可免,但如此一来亦伴随着高热量的产生。
在陶瓷封装尚未普及前,以Lumileds所提出的K1封装形式,在1W(或以上)的LED的领域已成为大家所熟知的产品。但是随着市场对产品特性要求的提升,封装厂仍不断地改良自家产品。而利用薄膜平板陶瓷基板再加上MOLDING直接制作光学镜片的陶瓷封装方式的引进,使得高功率LED封装产品又多了一种选择。然而这几年的时机产品验证,让国际大厂不约而同地往陶瓷封装这个方向靠拢,其中的原因值得仔细思考。
K1与陶瓷封装的比较,最大的差距在于设计的概念:
K的最大优势在于有个金属反光杯的结构,使得LED磊晶片的背发光效率能 充分应用。但是K1的结构中的材料间被此次膨胀系数差异较大,如塑胶与金属,镜片与到导线架等,在长期高功率的循环负载下,都可能使材料介面产生间隙而使 水气进入。怄气在室外的照明应用上,使用环境更复杂,温差,水气外,还有环境污染所带来的各种气体,如硫等,都使K1的先来性遭遇到更多挑战。
而陶瓷封装的设计重点,则着眼于信赖性。利用陶瓷与金属的高导热性,将高功率所产生的热迅速导出封装体外。再加上陶瓷与封装,或陶瓷一次光学部分的高分子(硅胶)的热膨胀系数差异较小。因此减少了材料间热力所产生的风险。此外,一次光学的硅胶是采用MOLDING支撑所制作,一体成型并覆盖整个陶瓷基板,兼具光学及保护作用,使陶瓷封装的信赖性远高于K1.当然,陶瓷封装采用的是薄膜平板陶瓷,对于磊晶片的背光只能靠平面金属来反射,所以光的使用效率会比K1低一些,但由于陶瓷封装的本体温度较低,所以两者的效应加总起来,两者的整体发光效率差异并不明显。
至于生产效益或其他特性的比较,整理如图一,随着陶瓷封装支撑不断改进,K1被陶瓷程取代的趋势似乎是越来越明显。
陶瓷封装的支撑与传统导线架的封装制成及设备大多不相同,因此目前大部分都是由欧美各龙头厂所供应,国内大厂都尚在试厂的阶段。并日电子目前已完成所有陶瓷封装的信赖性测试,推出單顆光效達10流明以上之3014及3020封裝尺寸產品。并已设置完成月产6KK的量产线,未来预计再扩充至月产30KK。并日电子将致力于高功率陶瓷封装,并使陶瓷封装成为照明应用最佳的解决方案。