打造LED高光效COB封裝產品的具體方法詳解

隨著LED封裝技術的不斷創新以及國內外節能減排政策的執行，LED光源應用在照明領域的比例日益增大，新的封裝形式不斷推出。源磊高級工程師歐陽明華表示：“LED在散熱、光效、可靠性、性價比方面的表現依然是關注點，如果這些得不到突破，或者未來有LED以外新的產品能夠取得突破，那么照明領域選擇的可能不會是LED。”COB(Chip on Board)正是在這種背景下業界推出的LED封裝產品，相比傳統分立式LED封裝產品，具備更好的一次散熱能力，高密度的光通量輸出。本文除了闡述COB的一些特點外，重點從基本原理上探討如何提高COB的光效，尋求滿足照明核心價值點的方法。

COB具備良好散熱能力

在設計LED封裝結構時，應盡可能降低芯片結溫。COB封裝芯片的散熱途徑最短，主要可以將工作中芯片的熱量快速傳遞至金屬基板，進而傳給散熱片，因此COB比傳統分立式元件組裝具備更好的散熱能力。當前COB金屬基板的材質選擇有銅、鋁、氧化鋁、氮化鋁等，在綜合成本、散熱能力、防腐蝕等方面上，主要選擇鋁作為金屬基板來制作COB，下圖為源磊COB產品結構圖。

COB可實現高密度光通量輸出

我們在模組化設計使用LED時通常給光源的空間不多，同時又希望在很小的尺寸里有足夠高的亮度輸出，而在分立元件LED上幾乎找不到這一方案，當然有些可能會選擇3535陶瓷或其他尺寸小光通量相對高的產品，但都無法與COB或MCOB的高密度光通量輸出媲美。于是COB在產品模組化的優勢就體現了出來：幫助了模組化設計又保持了較高的光通量。

COB的驅動設計非常靈活，應用端可以結合現有的驅動條件選擇COB，滿足低壓到高壓多種方案。

COB三種模塊化設計圖

COB封裝的缺點

COB雖然有很多優勢，但目前照明市場上還不是主流。我們在當前看好COB的同時，更應該看到其背后的缺點，以便找到制約其應用的原因。首先，COB的光效依然偏低。COB由于是平面發光，不能像分立式LED一樣有PPA將芯片的側光輔助輸出，導致有部分光損失。其次，COB目前沒有標準化的外形，國內廠商大多依據各自的合作伙伴制造COB，匹配相應燈具，驅動方式，每一家的外形又不統一，限制了COB的大規模使用。

提升COB光效的方法

基于COB光效偏低的問題，筆者認為應當從基板原理上思考解決方法。LED封裝光效的提升我們通常講的是外量子效率，即在芯片一樣的情況下如何提高封裝產品或者整個模組的光通量。首先，高反射率的基板材質，芯片放置區的反射率直接影響到整個光通量輸出，無論是銅基板，鋁基板，陶瓷基板，都要遵循此規則。而且必須注意的是，在組裝應用COB的時候，基板發光面之外的區域也要考慮，如果在發光面上不加反光杯，應當發光面之外的區域加反光材料。其次，大顆粒、高輝度的熒光粉，高透光率的封裝硅膠，這點與傳統分立式LED光效提升方法相同。再次，固晶時芯片的排布間距及驅動方式要合理，在同等功率下，盡可能采用驅動電流小的方案，避免停留過多的熱量在基板內部。另外，當發光面的尺寸較小時，在熒光粉表面點透鏡外形硅膠，不僅可以增大角度，而且可進一步提高光效。

總結

我們對LED的認識應當回歸到普通的電子元件上來，就像電容電阻一樣，只不過LED起著發光的功能，其他元件起著各自不同的功能，共同組成一個電子系統，只要整個系統發出來的光輸出達到市場的價值要求，選擇COB又未嘗不可呢。