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LE1206双色led灯珠D模组化——LED发展新趋势

统佳光电

撮要:照明是人类基本需求,照明也代表经济勾当的凹凸。最近几年出处于全世界经济增加,连续的都会化,非市区电力网的扩展设置装备摆设等因素,动员了一般修建物与制造业建厂增长,都使患上照明需求快速增加,耗用能源也连续增加。 LED作为一种全新的光源,正愈来愈多地被融入到人们的糊口傍边,它的成长离开不了人们比照明的需求。比拟于传统光源(好比荧光灯以及白炽灯),LED在靠近于理论转换效率时,要比传统光源的光效超出跨越5-20倍。纵然是现阶段的量产光效,其程度也在2-15倍之间,同时联合到其指向性的长处,此差距将会更年夜。因为发光道理的转变,其寿命也会比传统光源超出跨越许多。此外,因为LED还具有对于康健以及情况无风险等一系列的长处,其在现阶段已经被公以为是下一代最为适合的光源。然而,LED照明灯具至今不克不及被年夜量推广运用,不克不及进入千家万户,其重要缘故原由是LED 照明灯具价格居高不下,怎样降低LED照明灯具的价格,市场以及经验告诉咱们---LED模组化。

LED模组化成长模式:(1)光源模组化,(2)器件+PCB板集成化,(3)光源以及电源集成化,(4)光源,电源,散热,光学集成化,(5)毗连端口,底座尺度化。

作为LED垂直整合企业,真明丽集团独创LMDM照明整合办事规划,为客户提供客制化的照明解决方案,并在各个产物的开发阶段协助客户解决光,热,电,机等四个要害上的技能坚苦。
 
本文重要从LED光源模组,尺度接口,散热设计等方面予以论述。

 

一.光源模组
此项包孕COB以及光源器件+PCB两种模式。见下图。

一.光源模组
此项包孕COB以及光源器件+PCB两种模式。见下图。


1.COB封装
COB封装即chip On board,就是将裸芯片用导电或者非导电胶粘附在互连基板上,然落伍行引线键合实现其电毗连(覆晶体式格局无需引线键合),即LED芯片以及基板集成技能。
针对于COB封装今朝可分为两年夜类:(1)低热阻封装工艺;(2)高靠得住性封装工艺。
(1)低热阻封装工艺
低热阻COB封装今朝分为铝基板COB,铜基板COB,陶瓷基板COB。


铝基板COB因为其基板的低成本,以是封装出来的COB光源具备超高的性价比,别的,光效最高可做到130LM/W,基于以上等长处广泛运用与LED球泡灯,LED筒灯等灯具上,可是因为铝基板导热系数的限定(今朝通例基板导热系数在1-2W/m.K),相宜做5-10W COB光源。

铜基板COB,因为芯片直接固定在铜上面,铜的导热系数在380W/m.K,导热效果好,可以封装20-50W的COB,别的光效可达130LM/W,今朝广泛运用与LED投射灯,LED路灯等灯具上,可是为避免局部过热,一般封装20-50W摆布COB光源。

陶瓷基板COB,陶瓷今朝是公认最合适做LED封装基板的质料,以其优质的导热机能,优质的绝缘机能,热形变小等长处广泛运用与高等次,高靠得住性LED灯具中,今朝可封装10-50W COB光源,可是因为其基板价格较贵,一般用于高端LED照明以及高靠得住性要求的照明范畴。

(2)高靠得住性封装工艺
今朝针对于一些非凡场所的照明,对于LED灯具的靠得住性要求出格高,好比说LED路灯,LED地道灯,LED防爆灯,LED矿灯等,由此对于LED光源的靠得住性要求也很是高。

作为LED封装影响靠得住性的前三年夜影响(热影响、静影戏响、湿气影响)之一的热影响,是造成LED衰减的一个主要缘故原由。以LED芯片合用的Arrhenius模子来看,LED的结温每一增长10℃,LED自身的寿命将随之削减1半。

P=P0exp(-βt)
P0-初始光功率,β-衰减系数,t-LED老化时间
β=β0Ifexp(-Ea/kTj)
β0-常数,k-波尔兹曼常数,Tj-芯片的节温,Ea-活化能
因为陶瓷基板具备很高的导热系数以及绝缘机能,可解决热影响以及静影戏响,别的陶瓷基板以及硅胶具备很好的联合机能,可解决湿气影响,别的接纳覆晶工艺除了去金线进一步年夜幅度的提高了整个光源组件的靠得住性,接纳COB封装提高了光源组件的性价比,是以,接纳陶瓷基板COB外加覆晶工艺可满意高要求的LED运用范畴。

 

2.光源器件+PCB
光源器件+PCB形成的光源模组,旨在推进光源模组尺度化,利便LED灯具制造厂商制造流程。

 

以上仅以3014以及5630加以申明,另有仿流明,陶瓷3535,3528等光源器件+PCB的模式,运用与LED射灯,LED路灯,LED日光灯管,LED球泡灯,LED筒灯等,极年夜处所便LED灯具制造商。

由以上可以看出接纳COB光源有着诸多的利益,低热阻,高靠得住性,高性价比,是LED照明普及的必经之路。别的,LED器件+PCB的模式极年夜处所便了LED灯具制造厂商,简化了功课流程,尺度化更进一步。

二.尺度接口
今朝LED照明灯具蓬勃成长,出格是室内LED灯具险些天天都有新的公司插手,新的灯具降生。故LED室内灯具市场是八门五花,各行其道,如许一来给室内LED灯具的尺度化出产及推广带来了很年夜的未便。为此,LED接口尺度化势在必行。在此重要先容为光源产物提供尺度接口。
光源组件尺度接口包孕:(1)COB尺度接口;(2)光源器件+PCB尺度接口。
(1)    COB尺度接口
在此以陶瓷COB为例加以申明。今朝在现实使用的陶瓷COB产物中,因为陶瓷基板具备很好的导热机能,在现实焊线历程中较为坚苦;另外一方面,因为陶瓷具备易碎的特征,是以,为陶瓷COB开发一款集压led灯珠批发紧与引出导线的灯座为首选。

 

 灯座图片

COB+灯座+散热器图片

经由过程加灯座,一方面起到固定陶瓷COB的作用,另外一方面起到电气毗连的作用。

(2)    光源器件+PCB尺度接口
在PCB板上加之毗连器,如许以来省去了手工焊接,缩短了安装时间,别的维护更简朴。

 三.散热设计
今朝LED功率约70%-80%转换成热的情势,是以,LED运用散热设计,怎样将LED组件温度降到最低,一直都是运用端需思量的重点项目。
对于于LED而言,选择合适的操作情况,并快速地将LED点亮后孕育发生的热量导出可维持LED原本的寿命以及机能,其导热路子重要为如下四项:
(1)    由发烧体(LED组件)至散热器;
(2) &led灯珠销售nbsp;  散热器热传导;
(3)    经由过程对于流将热闲逸到空气中;
(4)    透过外貌热辐射将热移除了;

 路径(1):LED组件以及散热器的接触面并不是完善平整平滑,没法彻底贴合,若无彻底接触,会因间隙中空气的高热阻,致使传热效果降落。是以要快速将LED组件的热导出,其一要害布局在LED与散热器之间可否慎密的联合。简朴有用的做法,建议在LED组件与散热器的接触外貌,匀称涂布适当的导热膏以弥补接触面之间的间隙,并哄骗螺丝增强两者之间的附出力,增强导热效果。

 路径(2):散热器自己会按照时间的差别,于差别的位置造成温度差。其总导热量为(Q),即某段时间内散热机构所可以导出的总热量,是由
(1)    发烧体与散热器两头的温)差(△T = Tj-Th );
(2)    散热器的导热系数(K);
(3)    热传总面积(A);
(4)    热传的直线间隔(L);

所构成的。其散热公式为:

 

在LED散热设计时,Tj有最高限定,由提高散热系数,增长散热面积(鳍片数目),或者缩短热传的直线间隔,皆可提高散热机构单元时间的导热量。此中金属质料的高导热性以及高性价比为首要选择。

路径(3):热闲逸机制包罗热对于流与热辐射。不管对于流或者者辐射,其成效与散热器的外貌积皆成正比瓜葛,若散热器的总外貌积越年夜,则散热效果越佳。散热鳍片越多,可增长总外貌积;但在限定的体积内,设计过量数目的鳍片,反而按捺了对于流的效果。此刻有很多热设计,哄骗外部电扇强迫对于流,到达将热强迫移除了的效果,但此设计牵制到噪音,电路等限定问题,在此未几加赘述。

路径(4);相对于于未处置惩罚的散热器,在散热器外貌笼罩一层高辐射率质料(辐射率与等于1),如陶瓷或者深色皮膜等,增强外貌热辐射效果。一般常见的外貌阳极处置惩罚,或者外貌蚀刻,都是提高热辐射能力的要领。

散热器设计重点:
(1)    LED组件以及散热器之间的慎密度及接触面的平整度;
(2)    散热器总外貌积;
(3)    散热器材质选择;
(4)    鳍片数目优化(气体流动设计)

四.竣事语      
       LED封装是一个触及到多学科(如光学、热学、机械、电学、力学、质料、半导体等)的研究课题。从某种角度而言,LED封装不仅是一门制造技能,并且也是一门根蒂根基科学,精良的封装需要对于热学、光学、质料以及工艺力学等物理素质的理解以及运用。LED封装设计应与晶片设计同时举行,而且需要对于光、热、电、布局等机能同一思量,将浩繁器件集成化,形成LED模组,推进LED照明更好更快成长。

文章来历:刘英杰、赵玉喜,真明丽集团研发中央


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