隨著國(guó)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(zhēng)奪市場(chǎng)份額,價(jià)格戰(zhàn)持續(xù)上演,產(chǎn)品降價(jià)不斷刷新記錄。產(chǎn)品物料最優(yōu)組合,設(shè)備規(guī)?;a(chǎn)等成為行業(yè)賺取利潤(rùn)的重要方式,同時(shí)產(chǎn)品工藝的細(xì)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(xì)節(jié)決定發(fā)展。
兆馳節(jié)能COB研發(fā)中心戴曉東(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“筆者”)走訪了部分客戶,大部分應(yīng)用技術(shù)人員預(yù)測(cè),COB沉淀工藝產(chǎn)品應(yīng)用將會(huì)大爆發(fā),因?yàn)閲?guó)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(jìn)一步提升,光密度更大,優(yōu)勢(shì)明顯,隨著大部分國(guó)內(nèi)COB廠商均可批量生產(chǎn)沉淀產(chǎn)品,國(guó)際COB大廠的優(yōu)勢(shì)逐步降低。那么此工藝對(duì)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(duì)產(chǎn)品光型的影響。
藍(lán)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(lán)光激發(fā),出光面將導(dǎo)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?chē)鸁晒夥郾怀浞旨ぐl(fā),顏色偏白或偏藍(lán),與芯片距離相對(duì)較遠(yuǎn)的熒光粉不能完全激發(fā),顏色偏黃,如圖二,從而導(dǎo)致出光不均勻問(wèn)題,如黃斑,藍(lán)心等等異常。
通常我們可通過(guò)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(yīng)用端可通過(guò)透鏡光學(xué)設(shè)計(jì),增加曬紋,磨砂處理等方式進(jìn)行優(yōu)化,但通過(guò)設(shè)計(jì)二次光學(xué)透鏡優(yōu)化產(chǎn)品光型會(huì)犧牲太多光通量,同時(shí)設(shè)計(jì)開(kāi)模高額投入蠶食企業(yè)利潤(rùn),因此燈珠的最佳設(shè)計(jì)是整燈高性價(jià)比的關(guān)鍵,我們不僅關(guān)注燈具的外形設(shè)計(jì),我們更注重產(chǎn)品的光品質(zhì),在功率、熱量、光型、價(jià)格等綜合考量下我們面臨燈珠選擇,其中可能會(huì)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(jìn)行組合試驗(yàn)或模擬試驗(yàn)。
筆者多次進(jìn)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(lán)斑明顯等等問(wèn)題,這似乎讓我們失望,沉淀工藝并沒(méi)有給我們帶來(lái)光照的完美效果,當(dāng)然沉淀工藝產(chǎn)品光型也是可以優(yōu)化,但會(huì)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(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn),透鏡需要更復(fù)雜的光學(xué)處理雜光。因?yàn)椴糠滞哥R成像問(wèn)題明顯,根據(jù)凸透鏡或菲涅爾成像原理,產(chǎn)品光型會(huì)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(dāng)透鏡成像問(wèn)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(lán)斑。
筆者始終認(rèn)為,解決問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清問(wèn)題的來(lái)源及本質(zhì),需要從源頭解決問(wèn)題,中途補(bǔ)救措施只能當(dāng)臨時(shí)對(duì)策,通用性不強(qiáng)。下面將對(duì)沉淀工藝及常規(guī)工藝的熒光粉分布進(jìn)行微觀剖析:
常規(guī)不沉淀產(chǎn)品出光均勻,如圖一,芯片周?chē)吧戏骄袩晒夥鄯植?,出光相?duì)均勻;沉淀工藝產(chǎn)品出光有藍(lán)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(gè)側(cè)面無(wú)熒光粉包裹,其他熒光粉沉入基板底部,封裝膠無(wú)熒光粉,芯片側(cè)面藍(lán)光直接導(dǎo)出膠面,成為光型中的藍(lán)斑。
面對(duì)沉淀工藝產(chǎn)品對(duì)光型的影響,如何改善?
筆者總結(jié)幾點(diǎn)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(guò)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(wú)藍(lán)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(wèn)題,如下圖所示,圖一產(chǎn)品芯片間距小,無(wú)芯片側(cè)面藍(lán)光溢出問(wèn)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(wú)法導(dǎo)出,導(dǎo)致產(chǎn)品光效偏低問(wèn)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(lán)光照在熒光粉上,熒光粉受藍(lán)光激發(fā)會(huì)以光和熱的形式轉(zhuǎn)化能力,光可輕易導(dǎo)出膠體,但熱難以散發(fā),其原因是硅膠導(dǎo)熱性能差,熒光粉的熱量無(wú)法快速導(dǎo)出,從而導(dǎo)致膠體溫度高,COB產(chǎn)品老化膠裂等問(wèn)題其實(shí)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(wú)明顯藍(lán)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(wú)優(yōu)勢(shì),建議根據(jù)產(chǎn)品光密度,膠體溫度大小進(jìn)行工藝取舍。(文:戴曉東)
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