多晶粒COB LED封裝之最佳化研究

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Title:	多晶粒COB LED封裝之最佳化研究
Authors:	殷尚彬
Contributors:	光電系統工程系
Keywords:	COB LED封裝、LED晶粒、MCPCB板、散熱
Date:	2014-10-31
Issue Date:	2015-01-08 10:37:41 (UTC+8)
Abstract:	本計畫主要是針對目前LED產業中應用在高功率LED產品中相當重要的多晶COB LED封裝的開發所提出的計畫。對於以白光LED為主的固態照明而言，對於LED的要求已經不只是高效率，而需同時兼顧到單一燈具需提供足夠亮度的要求，因此更高功率的LED產品也成為未來進軍室內照明市場的主要開發目標。只是對於LED而言，熱一直都是關鍵的因素，如果無法適當的將熱移除，將使得LED晶粒溫度過高而造成其發光強度減低、壽命衰減與波長漂移，更可能導致元件間承受過大機械應力而損毀。也因此，對於高輸入功率的LED應用而言，散熱必然成為關鍵重點。而在眾多的LED封裝形式中，COB (chip on board) 封裝是一種新型的LED封裝形式，其結構是直接將LED晶粒放置在基板上，相比一般固定在基板上的高功率LED封裝體少掉了封裝支架這層結構，也因為晶粒所產生的熱向外傳遞時少了支架這層介質，因此在結構上會有較佳的散熱效果與較低的熱阻。因為具有較佳的散熱效果，因此廠商往往會在COB封裝結構中封裝多顆的LED晶粒，以進一步提升其亮度。但是在沒有完整規劃的狀態之下，多晶COB LED封裝產品的特性似乎完全取決於運氣與部分的經驗，也因此廠商開發出的多晶COB LED產品不是使用成本的較高的材料，卻無法發揮其最佳的效果，就是產品在使用時遠遠超出了期能負荷的範圍，而造成了產品早期失效。也因此多晶COB LED封裝技術而言，晶粒尺寸的選擇、晶粒排列的最佳化以及MCPCB的結構與尺寸至為重要。本研究將討論對於該封裝技術而言，如何藉由分析晶粒尺寸、晶粒最佳的排列以及MCPCB板的結構與尺寸等對於多晶COB LED封裝的影響，以提供廠商在進行該類型產品開發時，能在最低的成本下獲得最佳效果的研究。
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