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突破散热与光学瓶颈 COB封装打造优质LED照明

导读: 此封装显示出COB技术由于具备高成本效益以及高设计弹性等特性,因此可成为LED封装设计工程师另一具有吸引力的替代选择。

  目前LED照明发展已经进入快车道,但是LED的封装若无法在温度管理、可靠度以及光学效率方面获得改善,那全面普及仍是可望而不可及,因此业界开发出采用COB(Chip On Board)方式的LED封装来满足LED在照明市场应用上的需求。COB封装使用金属核心印刷电路板(MCPCB)来达到最低的热阻,能够在70℃散热片温度下,以24瓦运作达7,000小时,而不会有任何效能劣化的情况,此结果亦已经过实际测量结果的验证。

  本文中将对COB封装本身以及所搭配散热片的COB封装之计算流体动力分析(Computational Fluid Dynamic, CFD)模型建立技术进行讨论,同时采用简化或精简的CFD仿真模型来简化系统的温度管理设计,此封装显示出COB技术由于具备高成本效益以及高设计弹性等特性,因此可成为LED封装设计工程师另一具有吸引力的替代选择。
 
  COB封装可实现低热阻/高功率效能

  LED由于具有卓越色彩饱和度以及长效寿命等特点,因此目前正逐渐进入照明市场,采用LED所面临的挑战包括温度管理与较高组装成本的问题,此外,该市场也要求在单位光源下具有较高的亮度输出。传统的方法是将LED芯片安装在基体上以构成离散式的LED组件,接着再将这些LED组件安排在印刷电路板(PCB)上形成多重LED光源组合以提升照明度,低功率组件通常使用核心材料为FR4的普通印刷电路板进行二次组装,在高功率应用则采用金属核心PCB来强化散热能力,传统的做法在需要高亮度输出密度时会面临极限,原因是各个LED基体所需的空间、相对较大的焊接点以及LED基体的设计方式,经常会对多芯片电路设计于具备低热阻效能的单一封装造成限制。

 
图1 安华高科技的3.5瓦、10.5瓦COB白光LED模块ADJD-xDxx


  较新的做法是将LED芯片直接安装在印刷电路板上,因此业界开发出具备即插即用功能,并且完全整合高效率温度管理的COB封装来解决这些问题(图1)。

  COB封装的主要目的是提供比现有离散式LED组件更好的效能以进军照明市场,除了热阻够低能改善可靠度表现外,同时还要简化系统的设计,另外,解决方案的成本也须能与其他光源竞争。

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