LED散熱陶瓷─功能性散熱陶瓷介紹
現今的光學效應可以光學3原色原理來說明,當白光通過菱鏡後被折射出多種顏色的過渡色譜,在可見光400~800um範圍內,顏色可分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的可見光譜。而人的眼睛就像一個3色接收器,對紅(620um)、綠(555um)、藍(470um)3種顏色特別敏感,而其他顏色可以通過紅、綠、藍3色按照不同的比例調配而成,同樣絕大多數單色光也可以分解成紅綠藍3種原色。由3原色原理可知,紅、綠、藍3種原色是相互獨立的,任何一種原色都不能由其他顏色合成,而3原色則可按照不同的比例相加合成混色稱為相加混色。由圖1可知,其規律為:紅+綠=黃、紅+藍=紫、藍+綠=青、紅+藍+綠=白,所以白色的太陽光可經水氣折射出炫麗彩虹的色彩。
經由上述原理可了解,白光LED也可藉由此方式混合出來,因此通常會以表1中的3種方式來調配白光LED。方法1為多晶片混光技術,分別把紅、藍、綠3晶片或藍光、黃光雙晶片固定於同一封裝體內部,再經由調整各晶片的電流大小,調整各晶片的出光量來控制混光比例,以達到混成白光的目標。其中又以紅、藍、綠多晶片混光技術呈現的色彩飽合度及演色性(Color Rendition)最佳,但還須克服晶片光衰程度不一、熱源過度集中產生散熱封裝等問題。若有任何一晶片提早失效,就無法得到所需白光的光源。方法2是以紫外光LED激發均勻混合之藍色、綠色、紅色螢光粉,使其激發出一定比例之3原色進行混光而輸出白色。三波長白光發光二極體具有高演色性優點,但卻有發光效率不足及混光不均的缺點。方法3在藍光LED的周圍填充混有黃光YAG(Yttrium Aluminum Garnet)螢光粉的膠,並使用波長為400~530nm的藍光LED,發出光線激發黃光YAG螢光粉產生黃色光,但同時也與原本的藍光混合,進而形成藍黃混合之二波長的白光。第3種方式因方法簡單且成本低廉,所以現在多以此種方式進行封裝,但是此種LED會有色溫偏高與不均勻及紅色光譜較弱,造成演色性較差。
由於藍光LED激發黃色螢光粉的白光LED會有上述這些問題,因此開始有技術導入以解決此問題,而控制螢光膠的均勻性則可由兩方面著手。首先探討膠體調配技術,可由真空攪拌法均勻混合螢光粉於光學膠內,以提升光的散佈均勻度。此外,也可改善螢光粉之均勻披覆技術,現今有許多披覆方式,首先是以噴嘴噴灑螢光粉於晶片之上,但會面臨噴灑不均之問題需解決。另外還可使用螢光膠貼布貼於晶片之上,此方式可解決螢光膠厚度及分佈的問題,但會有貼合對位及金線斷裂的問題需解決。上述所提的兩項技術,須使用較高精度的機台與技術,因此導入門檻較高,對於有心踏入封裝領域的業者,考量到機台成本與技術門檻問題,多數還是以最為簡單的點膠技術進行封裝,但點膠會面臨到塗佈厚度不均及分布範圍不易控制等問題。
因此,現在基板供應商開始在封裝基板進行擋牆製作以輔助控制點膠精準度,此方式是以固定尺寸的擋牆作為鑄框進行點膠,當點入固定量的螢光膠於擋牆內,藉由體積公式V=A*H (V:體積, A:面積, H:高度)可了解,當固定體積與面積後,即可得到固定的高度,所以可藉由點膠系統注入固定體積的螢光膠,再配合外加擋牆以侷限點膠範圍即可精準控制螢光粉的高度,進而改善以藍光LED激發黃色螢光粉所面臨的色偏問題。
就功能性散熱陶瓷的擋牆技術而言,大毅科技現可提供3種解決方案(如表2所示)。方案1為電鍍擋牆,在原線路上以電鍍方式增加金屬擋牆,此方式所形成之擋牆具有良好的熱穩定性及信賴性,但其製程較為繁雜及費時之外,還因擋牆具導電特性而限制了線路的配置。第2種方案為防焊擋牆,此種方案是以黃光製程在線路上披覆透明防焊漆,可以快速且大批量的量產所需產品,還因防焊漆本身透明的原因,可以減少LED的出光損耗。然而相對於金屬高分子的熱穩定性不佳,會因迴焊或共晶製程而產生些許黃變問題,會影響整體的出光效率,因此膠體本身還需不斷的研發精進。第3種方案則是使用點膠方式製作擋牆,因點膠精度有限及無法大批量的同時生產,因此,此技術多應用在COB等大尺寸且不求精度的散熱陶瓷上,現在可簡易且低成本的在COB陶瓷板上加工大尺寸的擋牆,此擋牆不但可以進行螢光粉的披覆還可填充封裝矽膠於LED芯片之上,基於這些優點,此技術已最快被應用量產於散熱封裝陶瓷之上。
大毅科技藉由這些散熱封裝陶瓷技術的研發,已能大量供給急需改善色溫均勻性問題的封裝廠,以降低封裝技術的門檻且加速達到LED平價化的目標,藉由此方式幫助提升節能LED照明的市場滲透率,使列為3大耗能產業的照明工業擺脫地球暖化殺手的惡名,為子孫後代及未來的我們,減緩環境破壞的速度,保護賴以為生的地球。(大毅科技LED散熱研發中心 楊士賢)
- 光電展開幕 參展廠商規模創新高
- 數位看板市場搭配觸控 更多戶外應用出爐
- 吃軟不吃硬 工研院展示軟性彩色觸控顯示器
- 台北光電週開跑 上海數位看板展22日接棒
- Window LCD廣告透明技術 透明、節能、背光新應用
- 隆達日本客戶出貨比重達50%
- Cree推動LED城市計畫 新竹市政府加入
- 擴張聚落效應 南科園區廠商踴躍參展
- 友達、奇美電未參展 仍獲傑出光電產品獎
- 奇菱展出LED超薄液晶電視背光模組
- 使用不同封裝技術 強化LED元件的應用優勢
- 散熱處理與安全設計為LED照明發展關鍵
- LED散熱陶瓷─功能性散熱陶瓷介紹
- 行動裝置的電容式觸控介面設計重點
- 雲端應用持續發燒 光纖寬頻網路順勢擴張
- 台灣安智推出先進平面顯示器製程的關鍵材料
- 德國ERICHSEN精密刮刀塗佈機 協助節省研發成本
- 台灣德國萊因訂6月16日下午在南港展館介紹3D顯示器測試服務
- 志聖展出LED高亮度及高散熱雙解決方案 可讓LED亮度增加30%壽命延長4倍
- 次世代照明展LIGHTING JAPAN訂明年1月18日至20日舉行 增設熱對策技術與施工機材暨備品2個新展區
- 國際光電展移師南港展覽館盛大舉辦 石大成:帶您預見Living Green生態城市
- 光電週登場 電子紙、觸控、3D技術成焦點
- 面板廠聚焦觸控一條龍 拚技術、良率、低成本
- 需求表現不佳 大尺寸面板廠靜待景氣回春
- 太陽能需求急凍 景氣看法分歧
- 太陽能需求回溫與否 業者7月營收見真章
- LED照明大放光彩 工研院展出最新LED技術
- LED照明蓄勢待發 2011年產值將突破2,000億元
- 3M走環保節能風 展示一系列光學增亮膜
- 志聖FPD光與熱設備Display Show發光發熱 展示多層爐設備並發表觸控面板製程用水膠UV設備
- 雷晟科技於2011台北光電週展出高精度雷射加工技術及乾式蝕刻系統
- 兼具觸控螢幕製造、IC、靭體及控制器技術 3M新推出全平面32吋投射式電容多點觸控螢幕
- 元利盛在2011光電展推出全新光電元件組裝方案
- 先進微系統採用綠光雷射二極體 推出新一代雷射微投影解決方案
- 奇菱科技展出一系列LED超薄液晶電視背光模組 展現輕巧、超大尺寸、超薄、窄邊框、優越光學效率與節能等6大優勢
- 億光電子展出全新一代LED節能產品 結合億光固態共同展出高效率LED元件及多樣化LED節能燈具
- Carestream FLEXX透明導電薄膜將帶動新一波ITO替代材料之崛起
- LTCC低溫共燒陶瓷保險絲 可充份滿足光電產品對零組件高功率與微型化之需求
- 昱能提供光電產業相關原物料及儀器設備
- 綠明科技以可調光系列照明產品推廣節能環保
- 聚光型LED投射燈的新突破 TESS兩款MR16訴求精品陳列照明市場
- 在台北國際光電展發光發熱 致茂光電測試解決方案完整呈現
- 3D顯示技術與產品持續不斷發展演進 台灣德國萊因同步提供完整測試與驗證服務
- 軟陶瓷散熱漆取代陽極處理 LED燈具功率增加溫度下降
- 電容觸控加持 東遠網印機訂單滿載
- 全球最大平面顯示器展FINETECH JAPAN訂明年4月11日至13日舉行
- 台灣安智持續深耕台灣與大中華區市場
- 流明表現、發光效率、成本改善 LED固態光源加速取代傳統光源
- 永光深耕LED製程材料 完善上中下游供應力
- 永光強化供應鏈風險預應 確保營運持續能力
- 巨沛於台北國際光電週展出LED與太陽能設備材料
- 大毅科技LED散熱基板 全力出擊2011台北國際光電展
- 友達、奇美光電週展示裸眼3D顯示及觸控面板
- 台北國際光電週重要研討會即將在南港展館登場 致茂電子訂15日舉辦「先進LED測試技術應用研討會」
- 受惠各國鼓勵政策 LED照明產值挑戰新台幣2,000億元
- 2013年台灣光電產值將破新台幣3兆元