LED多芯片集成功率光源及發(fā)展趨勢
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1 實(shí)現(xiàn)白光led的方法
| 方式 | 源 | 發(fā)光材料 | 備注 |
單芯片 | 藍(lán)色LED | InGaN/YAG熒光粉 | 已實(shí)用 |
藍(lán)色LED | InGaN/熒光染料 | 藍(lán)光激發(fā)產(chǎn)生藍(lán)綠紅三色染料 | |
藍(lán)色LED | ZnSe | 外延層出現(xiàn)藍(lán)光，激發(fā)襯底出黃光 | |
紫外LED | InGaN/熒光粉 | 紫外光激發(fā)三基色熒光粉 | |
雙芯片 | 藍(lán)色LED+黃綠LED | InGaN/GaP | 補(bǔ)色產(chǎn)生白光 |
藍(lán)色LED+黃色LED | InGaN/AlGaInP | 補(bǔ)色產(chǎn)生白光 | |
三芯片 | 藍(lán)色LED+綠色LED+紅色LED | InGaN/AlGaInP | 三基色 |
2 實(shí)現(xiàn)大功率LED的方法
- 大功率 LED單芯片封裝
- 多芯片小功率LED芯片封裝
3 多芯片小功率LED封裝的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
- 芯片成本較低
- 光效更高，光衰更慢
- 芯片貨源充足，適合中國的國情（不能生產(chǎn)大功率芯片）
- 單位面積的芯片數(shù)可靈活設(shè)計(jì)，可以根據(jù)需要封裝成不同的點(diǎn)光源或者面光源
- 通過不同組合可以適應(yīng)不同的電壓和電流，適應(yīng)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)，從而提高整體光效
- 易于解決散熱問題
- 工藝較復(fù)雜
- 光源體積更大
- 出現(xiàn)可靠性問題的幾率更高
- 對二次光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求高
4 需要解決的主要問題
- 壽 命
- 光 效
- 工 藝
- 可靠性
- 成 本
—壽命
- 影響壽命的因素包括芯片、熒光粉、加工工藝、工作點(diǎn)設(shè)定和環(huán)境溫度等等。
- 降低PN結(jié)到基板的熱阻，設(shè)計(jì)良好的散熱條件十分關(guān)鍵。
—光效
- 影響光效的因素主要是芯片光效、熒光粉的選擇和涂敷（三基色的比例）、光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作、驅(qū)動(dòng)器效率。
- 在芯片確定后，光學(xué)系統(tǒng)起著決定性的作用。
—工藝
- LED光源的制作是光機(jī)電的結(jié)合，工藝的設(shè)計(jì)和制造十分重要。
- 光效、壽命、可靠性等均與工藝密切相關(guān)。
- 工藝問題包括芯片篩選、貼片的一致性、焊接的可靠性、退火溫度和時(shí)間、光學(xué)系統(tǒng)的制作等。
—可靠性
- 可靠性問題是最突出的問題。
- 影響可靠性的因素貫穿在自原始芯片到封裝過程的所有環(huán)節(jié)。
- 焊接工藝、退火工藝和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
- 要協(xié)調(diào)解決光效、光衰和可靠性之間的矛盾。
—成本
- 性/價(jià)比是影響LED照明推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
- 小功率應(yīng)用中，多芯片光源的優(yōu)勢體現(xiàn)不出來。多芯片光源的對手是單芯片大功率LED。
- 采用更低成本的小功率芯片與微細(xì)加工技術(shù)的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高性/價(jià)比。
5 目前進(jìn)展
- —3W多芯片光源
- —1W多芯片光源
- —5W多芯片光源
- —22W燈板制作的廣告射燈
- —270W墻體射燈樣品
- —2-5W射燈
- —3-7W水下射燈
6 發(fā)展趨勢
- 單芯片功率將越來越大，但要用于大功率照明還需要集成。
- 多芯片集成技術(shù)將成為LED照明的關(guān)鍵技術(shù)。
- 多芯片方法目前將主要用于單芯片功率難以達(dá)到的地方。
- 由于方法本身所決定，三基色將在多芯片集成方法得到快速使用。
- 微細(xì)工藝的技術(shù)進(jìn)步，二次、三次光學(xué)系統(tǒng)的使用，將使多芯片光源的光效以數(shù)倍的速度提高。
- 隨著芯片的發(fā)展，多芯片光源的性/價(jià)比將迅速得到提高，價(jià)格的障礙將很快打破。
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