ALS專題研討:LED封裝、光學、散熱及燈具應用新思路
摘要: 2012年6月10日上午,在2012亞洲LED高峰論壇(ALS)之“2012 LED技術前瞻專題演講II——LED封裝、LED光學、LED散熱及LED燈具”的專題分會上,來自中山大學教授、博士研究生導師、中山大學半導體照明系統研究中心主任,佛山市中山大學研究院院長王鋼教授、中科銘源光電科技有限公司首席技術總監杜春雷博士、艾笛森光電股份有限公司研發經理莊世岱先生、杭州華普永明光電股份有限公司總經理陳凱參加了此次關于“LED封裝、LED光學LED散熱及LED燈具應用新思路“的專題研討會。
COB封裝是否會朝大功率方向發展
觀眾:我是來自上海一家光電公司的。我們一直在推行我們的COB終端會往大功率發展甚至是超大功率,可能是100W,200W,我的問題就是:這會不會是一個趨勢?
第二個問題,因為我們的COB封裝,它的體積是很小的,它的配光可以用單個透鏡來解決整個,這是不是也是一個方式?
陳凱:我其實是集成封裝的反對者,我覺得本來單個的芯片都好好的,把熱量分散,很容易解決,把它聚起來以后,一個很容易解決的問題變成一個很復雜的問題。所以,我不覺得這是一個很好的方案,也許是低成本方案,但是我認為從現在我們的數據來看,COB沒有成為優勢。所以,我是一個反對者。
王鋼:有反對意見是好事。
莊世岱:針對COB到高瓦數,其實對我們經驗來說,超過30W,的確散熱是一個很大的問題。但是30W以下的話,我們現在很多的做法是我們要用更多的晶片,在芯片增加的情況下,我們降低LED的密度。所以,達到用芯片分散它整個熱量的部分。
你要考慮到由于COB基板上的設計,鋁基板、銅基板,或者大塊基板,各家其實是不一樣的。在高溫部分,100W,或200W,現在看整個業界上,超過100W以上的可以很成功的散熱很少數了,這塊可以盡快只用純鋁的TC做散熱的真的很少。而且由于光效在不斷提高,光效率越高,熱量就越少。其實,這還有繼續引進的空間,后面需要再做觀察。
王鋼老師:我稍微談一下我的看法,實際上單個COB封裝并不是最重要的,只是一種形式。根據不同的應用,你比如說現在這種大功率的路燈,也是兩種方式,像10W、20W做成一個模塊的,這個層面有點像LED把散熱光電解決好。也可以用剛才莊先生講的,30W、40W一個模組做一個透鏡,然后再進行組合,也是一種方式。
剛才實際上提到一個問題,就是100W、200W的這種燈,這種燈實際上有需要,工礦燈,包括在高爾夫球場的高爾燈,確實可以有辦法解決。它在有限的面積下,需要的光容量很大,實際上,是一種相對來說,是高功率問題的集成。
目前我們也在探討這個方案,不僅僅是一個封裝問題在進行,首先你要把三個通道全部打通。第一,你芯片的焊接形式一定要打,不能用短的膠,因為熱量非常高,一定要走芯片模式。第二,這里頭下面一定要有銅基板散熱,這里面很關鍵。實際上,我們國內對于芯片,要把芯片的結溫納入進去。比如說我芯片的結溫,我現在是70度、80度,我達到120度是有可能的,理論上講。
再一個,我們面臨著很大的一個問題,當你這個溫度散不出去的時候,這么高的密度,不管怎么樣,現在100W里頭大量的熱積累在里頭,實際上,現在往往面臨著失效的問題,你封裝的硅膠,包括所有封裝材料全部黃化,很快就搞掉了。問題你要用最好的封裝材料,這時候最關鍵的是,你封裝,100W、200W可以用,關鍵是你如何控制它的工作溫度,工作溫度你所有的封裝技術,用的配套材料,在工作溫度之下,他要是安全的才行。
所以,現在不是能不能做的問題,而是我們要花什么要的成本來做。實際上,在集成封裝中,我特別容易理解莊先生講的,我個人覺得,用中小功率控制在30W-40W是比較可靠的一個方案,怎么做,有沒有必要,其實大家是在探討的一個問題,我不知道能不能回答你的問題。
集成封裝的眩光問題
觀眾:如果我們是集成封裝的話,我們只有一個透鏡,它的光強應該會很強,如果是單顆1W的話,單點的光強肯定比那個小很多,這樣的話,直接在高溫上用高壓鈉它做模擬的時候,會不會出現一個眩光的問題?這會不會是一個趨勢?
王鋼老師:它實際上是在用單個透鏡,它的問題是什么呢?不是說單個透鏡和多個透鏡誰更好,現在用COB,特別是在路燈上用COB做光學設計最大的難點是什么呢?傳統上,所有的光學設計都是基于點光源的設計,實際上現在用COB封裝最難的就是如何把一個面光源用點光源設計系統,然后做出合適的形式,是很難的。
至于你剛才講的眩光其實不存在,不管怎么樣,你必須在路燈上要做節光燈具。你可以通過你的反射器,或者你結合起來,是可以把限眩光做得很好。我是這么理解的。
AC LED的未來趨勢
觀眾:各位專家,我們來自浙江美的科技有限公司,我們是做半導體、做芯片的,當然LED也是芯片的一種,但是我們不做LED本身,而是圍繞著LED做。我想請教各位專家,關于AC LED未來的趨勢。
莊世岱:其實以我們公司的角度來看,我們一直沒有做AC LED部分,AC LED有頻閃,而且直接是高壓進入到元件,相對風險比較大,也有相應的缺點。所以我們一直沒有做。針對AC LED,我們想要用HV去取代AC的,HV LED電壓拉高,相對它的電路設計上面,還是會降低它的設計成本。
主持人:用HV取代AC會比較好,是嗎?
專家:其實有些廠商就是用HV,在設計一個簡單的IC去的來達到類似的效果。AC還是要從主動和被動來理解。
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