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隨著LED照明的需求日趨迫切,高功率LED的散熱問題益發受到重視,因為過高的溫度會導致LED發光效率衰減;LED運作所產生的廢熱若無法有效散出,則會直接對LED的壽命造成致命性的影響,因此,近年來高功率LED散熱問題的解決成為許多相關業者的研發標的。
對於大功率照明LED散熱技術,各家公司可說是各顯神通,例如台灣的光海科技便發展出‘COHS封裝散熱技術’,光海科技是利用本身載板設計能力的優勢,將LED直(zhi)接(jie)封(feng)裝(zhuang)在(zai)高(gao)導(dao)熱(re)性(xing)的(de)銅(tong)基(ji)座(zuo)上(shang),銅(tong)的(de)高(gao)導(dao)熱(re)性(xing)就(jiu)如(ru)同(tong)散(san)熱(re)器(qi)的(de)角(jiao)色(se),再(zai)加(jia)上(shang)以(yi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)及(ji)自(zi)有(you)工(gong)藝(yi)克(ke)服(fu)絕(jue)緣(yuan)膜(mo)與(yu)銅(tong)材(cai)質(zhi)間(jian)的(de)附(fu)著(zhe)性(xing)問(wen)題(ti),便(bian)發(fa)展(zhan)出(chu)所(suo)謂(wei)的(de)COHS技術(Chips On Heat Sink),並已擁有47項COHS相關專利。
COHS散熱技術前景可期
光海科技表示,該公司的‘COHS散熱技術’有別於傳統COB封裝方式,省去了芯片與基座間不必要的熱阻材,且采用比鋁的導熱性更佳的銅做為基板,而針對60W以上的燈芯模塊,更加入了均溫板的概念,能將熱能更快速地傳導開來。整體而言,此技術的優點包括模塊熱阻低、容易控製結麵溫度、可提供量測結麵溫度的測試點、具低成本包裝的結構、安裝簡易、散熱效果佳等等。目前光海科技的產品已實際應用在山東省慶雲縣的LED路燈工程、北京市大興區LED路燈工程及各式室內、室外照明等。
在日前於韓國產業技術大學中舉辦的新產品測試中,光海科技120瓦(W)模塊的電極溫度約為攝氏70度,其他公司60瓦等級模塊的電極溫度卻高達攝氏150度,後者的功率未及光海產品一半,電極溫度卻高出許多,足見光海散熱技術的優勢。據了解,為求進軍韓國市場,光海科技將投資1,000萬美元於南韓京畿道建設產線。
COHS散(san)熱(re)技(ji)術(shu)是(shi)采(cai)用(yong)銅(tong)基(ji)板(ban),目(mu)前(qian)另(ling)一(yi)頗(po)受(shou)注(zhu)目(mu)的(de)散(san)熱(re)技(ji)術(shu)則(ze)是(shi)采(cai)用(yong)陶(tao)瓷(ci)基(ji)板(ban),由(you)陶(tao)瓷(ci)基(ji)板(ban)的(de)成(cheng)本(ben)頗(po)具(ju)競(jing)爭(zheng)力(li),且(qie)具(ju)有(you)與(yu)半(ban)導(dao)體(ti)有(you)接(jie)近(jin)的(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)與(yu)高(gao)耐(nai)熱(re)能(neng)力(li),能(neng)有(you)效(xiao)地(di)解(jie)決(jue)熱(re)歪(wai)斜(xie)及(ji)高(gao)溫(wen)工(gong)藝(yi)問(wen)題(ti),因(yin)此(ci)。現(xian)階(jie)段(duan)許(xu)多(duo)公(gong)司(si)紛(fen)紛(fen)投(tou)入(ru)陶(tao)瓷(ci)基(ji)板(ban)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa),例(li)如(ru)同(tong)欣(xin)電(dian)子(zi)。
陶瓷基板散熱
同欣電子總經理劉煥林便表示,LED陶瓷基板將是同欣電子未來的主要成長動能。該公司的產品為DPC陶瓷基板。現階段較普遍的陶瓷散熱基板種類共有HTCC、LTCC、DBC、DPC四種,其中,DPC(Direct Plate Copper)是(shi)將(jiang)陶(tao)瓷(ci)基(ji)板(ban)利(li)用(yong)真(zhen)空(kong)濺(jian)鍍(du)鍍(du)上(shang)銅(tong)層(ceng),再(zai)利(li)用(yong)顯(xian)影(ying)工(gong)藝(yi)製(zhi)造(zao)線(xian)路(lu),其(qi)工(gong)藝(yi)結(jie)合(he)材(cai)料(liao)與(yu)薄(bo)膜(mo)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu),為(wei)近(jin)年(nian)最(zui)普(pu)遍(bian)使(shi)用(yong)的(de)陶(tao)瓷(ci)散(san)熱(re)基(ji)板(ban)。
基本上,LED散熱基板主要分為金屬與陶瓷基板。金屬基板以鋁或銅為材料,由於技術成熟,且具成本優勢,目前為一般LED產品所采用。而陶瓷基板線路對位精確度高,為業界公認導熱與散熱性能極佳材料,是目前高功率LED散熱最適方案,雖然成本比金屬基板來得高,但照明要求的散熱性及穩定性高於筆記本電腦、電視等電子產品,因此,包括Cree、歐司朗、飛利浦及日亞化等國際大廠,都使用陶瓷基板作為LED晶粒散熱材質。
比較各種陶瓷散熱技術,其中,HTCC(高溫共燒多層陶瓷基板)屬於較早期發展之技術,但由於其較高的工藝溫度(1300到1600℃),使其電極材料的選擇受限,且製作成本相當昂貴,目前漸漸被LTCC取代。此外,DPC陶瓷基板導熱效果又優於低溫陶瓷共燒(LTCC)與散熱鋁基板,因此DPC陶瓷基板散熱技術近年頗受看好,同欣電子表示,該公司目前陶瓷基板仍供不應求,產能方麵鶯歌廠月產能30萬片(每片為4吋×4吋,每片顆數為440到890顆(視設計而定),菲律賓廠月產能10萬片,近期將有5萬片新產能加入,整體而言,由於LED取代傳統照明為未來趨勢,因此同欣電子將長期獲益自此一應用。
被動組件業者順勢跨入
看好陶瓷基板在LED散熱的應用,大毅除被動組件與保護組件的製造外,於2010年更進一步投入LED散熱基板市場;製造高功率LED散(san)熱(re)基(ji)板(ban),該(gai)公(gong)司(si)是(shi)利(li)用(yong)目(mu)前(qian)既(ji)有(you)的(de)專(zhuan)業(ye)保(bao)護(hu)組(zu)件(jian)黃(huang)光(guang)微(wei)影(ying)薄(bo)膜(mo)工(gong)藝(yi)以(yi)及(ji)精(jing)密(mi)電(dian)鑄(zhu)技(ji)術(shu)能(neng)力(li),加(jia)上(shang)由(you)該(gai)公(gong)司(si)自(zi)行(xing)研(yan)發(fa)的(de)雷(lei)射(she)切(qie)割(ge)鑿(zao)孔(kong)設(she)備(bei),導(dao)入(ru)氧(yang)化(hua)鋁(lv)以(yi)及(ji)氮(dan)化(hua)鋁(lv)作(zuo)為(wei)散(san)熱(re)基(ji)板(ban)材(cai)料(liao),納(na)入(ru)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)開(kai)始(shi)進(jin)行(xing)量(liang)產(chan),可(ke)滿(man)足(zu)LED產品封裝的設計與散熱需求。

大毅科技董事長江財寶表示,由於LEDtaocisanrejibandegongyiyudayixianyoudebaohuzujianchanpingongyixiangfang,bingqiezaicailiaoyushebeishanggengshiyouxuduoxiangtongzhichu,yincinengliyongyuanbenbaohuzujianshiyongdetaocijibangongyigongtongxing,zhizaochugaogonglvLED散熱用陶瓷基板產品。他並指出,大毅科技推出的高功率散熱基板已送各LED封裝大廠認證,且將積極針對LED散熱基板產品進行三大領域布局,一為晶粒封裝市場,鎖定億光等LED封裝大廠客戶;其次為LED 照明基板,第三為LED背光源基板。目前大毅在前兩項領域已開始小量出貨。
同樣是從保護組件跨入LED散熱基板的業者還有璦司柏電子,該公司總經理莊弘毅表示,璦司柏電子是由保護組件起家,成立於2009年6月,目前營運項目以精密陶瓷之線路設計為主、而主要工藝有薄膜散熱基板、黃光微影等技術等。莊弘毅表示,海內外大廠為節省LEDzujiankongjianbingjianguxianlubaohudegongneng,duoxiwangjiangbaohuzujianzhijiejianlitaocijibanzhong,erbuxuyaozaiewaitianjiabaohuzujian,rufangjingdiandeerjiguan,eraisibaimuqiansuoyanfadexinchanpin,bianshizaixianlushejishijiangbaohuzujianfangru,rucijiubuxuewaizhiru,kedafujieshengchengben,qiecizhongjishukejiangtijisuoxiao,jianshao20%~30%的空間。此外,璦司柏自行開發的多層導通孔結構增加了熱傳導的路徑,可降低LED晶粒與陶瓷散熱基板的熱阻,更能有效提升LED發光效率。
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