封裝行業(yè)近年來一直處于新材料、新工藝的快速驅(qū)動及發(fā)展階段,SMD貼片封裝、倒裝COB、“免封裝”、CSP、EMC封裝等,幾條技術(shù)路線并存,互相競爭,但誰也無法一統(tǒng)天下。
EMC支架具高耐熱、抗UV、通高電流、體積小、抗黃化的特性,為追求成本不斷下降的LED封廠帶來新選擇,國內(nèi)廠家對于EMC的研發(fā)及量產(chǎn)的腳步似乎走得更快了一些,包括天電光電、鴻利光電、晶科電子、斯邁得、瑞豐光電、以及晶臺光電等在內(nèi)的主流封裝廠商均已開始采用EMC封裝。
跟PPA及PCT材料不同,由于EMC材料無法回收利用,EMC的結(jié)構(gòu)形式以及制造良品率都會影響到支架的成本,同時,需要較好的銅片材料以匹配EMC材料的高可靠性,造成支架成本居高不下。另外,目前EMC支架整體成本和精度都有待提升,核心技術(shù)仍然集中在日本和***企業(yè)手中,國內(nèi)封裝廠基本都是購買支架封裝。天電光電是國內(nèi)最大支架生產(chǎn)廠商,但產(chǎn)能仍落后于日本企業(yè)。
EMC封裝產(chǎn)品會有怎么樣的產(chǎn)品性能?是否有能夠和其他封裝形式相媲美的資本?未來能否成為主流封裝形式之一?筆者將為您一一揭曉。
評測樣品是來自福建天電光電科技有限公司的EMC封裝產(chǎn)品,產(chǎn)品型號為1A1A,外觀如圖1所示。
發(fā)光面焊盤
圖1天電1A1A產(chǎn)品外觀圖
此款產(chǎn)品的外觀尺寸為10mmX10mm,發(fā)光面直徑高達(dá)9.4mm,發(fā)光面約占總面積的69.3%,樣品功率為20W。
1、基本光色電性能
首先,利用遠(yuǎn)方光譜分析系統(tǒng)及2m積分球(圖2),并隨機(jī)抽取5顆樣品對該款產(chǎn)品進(jìn)行了光色電參數(shù)基本測試,其測試結(jié)果如表1所示。
圖2 遠(yuǎn)方光譜分析系統(tǒng)及2m積分球
表1 1A1A產(chǎn)品基本光色電參數(shù)(@540mA)
可以看出,該款產(chǎn)品的相關(guān)色溫約為3000K,顯色指數(shù)Ra平均值超過93,在如此高顯色性能的基礎(chǔ)上光效接近100lm/W。
2、光參數(shù)的溫度變化特性
此測評項目,采用的是T3ster熱瞬態(tài)測試儀配備的可控溫積分球TERALED(圖3)進(jìn)行測試。隨機(jī)抽取2顆樣品,分析了光通量、相關(guān)色溫、色坐標(biāo)等光參數(shù)的溫度變化特性,其結(jié)果如圖4~圖6所示。
此處測試設(shè)備能承受的最高功率為10W,故下列測試均采在270mA下進(jìn)行。
圖3 TERA LED
1)光通量維持率-溫度變化特性(@270mA):
圖4 光通量維持率-溫度變化曲線(溫控臺溫度)
2)相關(guān)色溫-溫度變化特性(@270mA):
圖5 相關(guān)色溫-溫度變化特性(溫控臺溫度)
3)色坐標(biāo)-溫度變化特性(@270mA):
從圖4~圖6結(jié)果看來,從20℃到90℃的溫度變化下,光通量衰減了11%左右,衰減率約為0.16%/℃,相關(guān)色溫變化在50K以內(nèi),色坐標(biāo)x變化在0.001以內(nèi),色坐標(biāo)y變化在0.006以內(nèi)。
3、高溫高濕老化
老化條件為85℃&85%RH,老化過程中樣品以540mA電流點亮,分別在0h、168h和336h進(jìn)行光色電性能測試,其光通量維持率如圖7所示。
圖7 光通量維持率隨老化時間的變化
可見,此款產(chǎn)品經(jīng)過336h的85℃&85%RH通電老化后性能穩(wěn)定。
4、結(jié)溫?zé)嶙杓敖殿~曲線
此評測項目使用熱瞬態(tài)測試儀T3Ster(含高電壓模塊),如圖8所示。
圖8 熱瞬態(tài)測試儀T3Ster
經(jīng)測試,樣品在環(huán)境溫度25℃時的結(jié)溫為60.8℃,器件熱阻為1.1K/W。降額曲線如圖9所示。
圖9 最大電流在不同環(huán)境溫度下的降額曲線
5、顏色空間均勻性
圖10所示的設(shè)備是光源近場測角光度儀SIG400,一般用于光源的近場光學(xué)分布測試,可生成面光源發(fā)光模型,用于二次光學(xué)的仿真設(shè)計。除此之外,該設(shè)備配有的ProSource軟件可分析光源表面任意點在空間的光學(xué)分布。佛ft市香港科技大學(xué)LED-FPD工程技術(shù)研究開發(fā)中心,除了可為客戶提供光源的近場光學(xué)分布測試,還可以利用SIG400及配有的ProSource軟件對產(chǎn)品進(jìn)行更為深入的分析。
圖10 光源近場測角光度儀SIG400
此次評測,我們測試了天電1A1A產(chǎn)品近場光學(xué)分布,圖11與圖12分別為該產(chǎn)品正面的光強(qiáng)分布圖與相關(guān)色溫分布圖。
圖11 正面光強(qiáng)分布圖
圖12 正面相關(guān)色溫分布圖
同時,通過近場測試,還可測量得到產(chǎn)品的相關(guān)色溫空間分布均勻性,如圖13所示,該款1A1A產(chǎn)品的相關(guān)色溫空間分布均勻性較好,集中在3050K~3150K之間。
圖13 相關(guān)色溫空間分布
結(jié)語
從此次測試數(shù)據(jù)來看,EMC封裝產(chǎn)品在光色參數(shù)方面,已經(jīng)不輸于其他封裝形式,產(chǎn)品性能表現(xiàn)優(yōu)越;從市場反響方面看,在一些高端品牌中,如飛利浦、歐司朗等都在不斷開始使用EMC封裝產(chǎn)品,并且在立足室內(nèi)照明基礎(chǔ)之上,不斷往大功率的戶外拓展。EMC封裝大規(guī)模應(yīng)用的唯一阻礙就是成本,隨著陸系LED封裝廠的積極推進(jìn),EMC擴(kuò)增腳步加速,天電光電等封裝廠EMC新生產(chǎn)線的投產(chǎn),EMC封裝的價格降幅可能在產(chǎn)能持續(xù)增加下擴(kuò)大。
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