隨著國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟,產(chǎn)品原物料性能不斷優(yōu)化,各LED封裝廠家產(chǎn)品性能差異逐步減小,為爭奪市場份額,價格戰(zhàn)持續(xù)上演,產(chǎn)品降價不斷刷新記錄。產(chǎn)品物料最優(yōu)組合,設(shè)備規(guī)模化生產(chǎn)等成為行業(yè)賺取利潤的重要方式,同時產(chǎn)品工藝的細節(jié)提升,也將是封裝產(chǎn)品性能穩(wěn)定的重要因素,穩(wěn)定決定成敗,細節(jié)決定發(fā)展。
兆馳節(jié)能COB研發(fā)中心戴曉東走訪了部分客戶,大部分應用技術(shù)人員預測,COB沉淀工藝產(chǎn)品應用將會大爆發(fā),因為國際大部分知名COB廠商均使用此工藝,外觀高端大氣,上檔次,產(chǎn)品膠體溫度低,相同發(fā)光面產(chǎn)品功率可進一步提升,光密度更大,優(yōu)勢明顯,隨著大部分國內(nèi)COB廠商均可批量生產(chǎn)沉淀產(chǎn)品,國際COB大廠的優(yōu)勢逐步降低。
那么此工藝對產(chǎn)品光型是否有質(zhì)的改變?在此,筆者淺談熒光粉沉淀技術(shù)對產(chǎn)品光型的影響。
藍光芯片激發(fā)熒光粉是目前最常規(guī)的白光制作方法,理想狀態(tài),均勻分布的熒光粉受均勻的藍光激發(fā),出光面將導出均勻的白光,產(chǎn)品光型完美,如圖一。但目前大部分COB產(chǎn)品并非如此,較大的發(fā)光面芯片少,功率低,芯片周圍熒光粉被充分激發(fā),顏色偏白或偏藍,與芯片距離相對較遠的熒光粉不能完全激發(fā),顏色偏黃,如圖二,從而導致出光不均勻問題,如黃斑,藍心等等異常。
通常我們可通過修改發(fā)光面或增加芯片數(shù)量,優(yōu)化芯片排列,優(yōu)化膠面結(jié)構(gòu)等方式解決。成品應用端可通過透鏡光學設(shè)計,增加曬紋,磨砂處理等方式進行優(yōu)化,但通過設(shè)計二次光學透鏡優(yōu)化產(chǎn)品光型會犧牲太多光通量,同時設(shè)計開模高額投入蠶食企業(yè)利潤,因此燈珠的最佳設(shè)計是整燈高性價比的關(guān)鍵,我們不僅關(guān)注燈具的外形設(shè)計,我們更注重產(chǎn)品的光品質(zhì)在功率、熱量、光型、價格等綜合考量下我們面臨燈珠選擇,其中可能會考慮沉淀工藝燈珠效果,具體光型效果如何,還需要根據(jù)透鏡(反光杯)進行組合試驗或模擬試驗。
筆者多次進行透鏡配光發(fā)現(xiàn),熒光粉沉淀工藝產(chǎn)品光型的均勻度比常規(guī)工藝差,光型邊緣呈現(xiàn)鋸齒狀,光型局部藍斑明顯等等問題,這似乎讓我們失望,沉淀工藝并沒有給我們帶來光照的完美效果,當然沉淀工藝產(chǎn)品光型也是可以優(yōu)化,但會犧牲亮度,增加成本。
部分透鏡制作商坦言,COB產(chǎn)品熒光粉變薄,給透鏡(反光杯)的設(shè)計帶來挑戰(zhàn),透鏡需要更復雜的光學處理雜光。因為部分透鏡成像問題明顯,根據(jù)凸透鏡或菲涅爾成像原理,產(chǎn)品光型會還原燈珠的內(nèi)部結(jié)構(gòu),沉淀工藝產(chǎn)品熒光粉沉入基板底部,膠面變得更清晰透徹,芯片排列更明顯,當透鏡成像問題明顯,沉淀工藝將比常規(guī)不沉淀工藝更難配光。其中部分產(chǎn)品甚至出現(xiàn)藍斑。
筆者始終認為,解決問題的關(guān)鍵是弄清問題的來源及本質(zhì),需要從源頭解決問題,中途補救措施只能當臨時對策,通用性不強。下面將對沉淀工藝及常規(guī)工藝的熒光粉分布進行微觀剖析:
常規(guī)不沉淀產(chǎn)品出光均勻,如圖一,芯片周圍及上方均有熒光粉分布,出光相對均勻;沉淀工藝產(chǎn)品出光有藍斑,如圖二,常規(guī)芯片為五面出光,芯片上方有熒光粉覆蓋,但芯片四個側(cè)面無熒光粉包裹,其他熒光粉沉入基板底部,封裝膠無熒光粉,芯片側(cè)面藍光直接導出膠面,成為光型中的藍斑。
面對沉淀工藝產(chǎn)品對光型的影響,如何改善?
筆者總結(jié)幾點改善方法:
1. 芯片高度選擇
為增加芯片亮度,部分芯片廠商通過加厚芯片增加出光面,提高亮度,沉淀工藝產(chǎn)品不宜使用太厚的芯片;
2. 熒光粉厚度控制
控制熒光粉沉淀的程度,保持芯片側(cè)面有熒光粉包裹,芯片無藍光溢出;
3. 芯片密度調(diào)整
高密度產(chǎn)品芯片間距小,光密度大,如果使用沉淀工藝也是巧妙解決了光型問題,如下圖所示,圖一產(chǎn)品芯片間距小,無芯片側(cè)面藍光溢出問題,產(chǎn)品光型好,圖二產(chǎn)品則出現(xiàn)明顯不均勻光斑。但芯片密度太大,芯片側(cè)面的光將無法導出,導致產(chǎn)品光效偏低問題,芯片利用率不高,即增加成本。
4. 產(chǎn)品工藝的選擇
高密度藍光照在熒光粉上,熒光粉受藍光激發(fā)會以光和熱的形式轉(zhuǎn)化能力,光可輕易導出膠體,但熱難以散發(fā),其原因是硅膠導熱性能差,熒光粉的熱量無法快速導出,從而導致膠體溫度高,COB產(chǎn)品老化膠裂等問題其實跟膠體溫度關(guān)系甚大,所以高瓦數(shù)、高密度產(chǎn)品使用沉淀工藝,其膠體熱量小,芯片側(cè)面也無明顯藍光溢出,效果完美。但小瓦數(shù)產(chǎn)品膠體溫度低,使用沉淀工藝意義不大,產(chǎn)品光型也無優(yōu)勢,建議根據(jù)產(chǎn)品光密度,膠體溫度大小進行工藝取舍。
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原文標題:淺談COB產(chǎn)品熒光粉沉淀工藝對光型的影響
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