除外力因素外,金線斷裂根本原因是材質或焊線生產時存在缺陷,有很多缺陷或損傷是難以檢查發現的,甚至在一段時間內老化也發現不了;但光源在長時間使用時,高低溫引起膠體反復膨脹收縮,不斷拉扯金線,缺陷或損傷逐步被放大,最終導致在薄弱處斷裂形成開路。
外力損傷也存在類似現象,很多時候是壓傷,并沒有壓斷,但最終還是會在損傷處斷裂。
所以說有無金線并不是高可靠性的關鍵,焊線工藝才是關鍵,兩年前我看過一篇產品分析對比的文章截圖,西鐵城高密度COB光源就采用金線鍵合工藝。
但有許多封裝廠家,受限于設備與工藝,焊線時或多或少存在缺陷,此時,光源的工作溫度高低將直接決定光源失效的時間,尤其是高密度光源,金線的細微缺陷都將是致命的。所以說高溫對無金線覆晶結構封裝產品的影響比正裝小,也可以說覆晶結構抗高溫能力更強。
覆晶結構采用焊接方式會存在虛焊現象,但控制好這個比焊線會簡單很多,而且很少會發生外力造成損壞。
基于以上分析,我們認為覆晶結構在死燈失效方面發生概率比大部分正裝結構要低很多。
造成光衰的原因較多:
△當覆晶結構封裝與正裝采用同樣材質時,兩者光衰區別完全取決于光源工作時的溫度,從這方面來講,覆晶結構導熱效率高,相對占有優勢。若正裝采用鏡面鋁基板時,鏡面被氧化是產生光衰的主要原因之一,而覆晶結構反射層是耐高溫油墨,相對變化較小。
光源發生色溫漂移,主要原因是長期承載過高溫度,使與色溫相關的熒光粉、膠、芯片、反射層顏色產生了變化而造成的。正常情況下,覆晶結構與正裝均取決于溫度控制。由于正裝芯片PN層、也是熱產生層,直接與粉膠接觸,容易形成粉膠局部高溫,造成光衰與色溫漂移。
現在,我想就覆晶結構與正裝結構光效誰高誰低跟大家探討下,對于這個問題分歧較大,我對此純做分析,大家自己判斷。
在市面上,許多行業人士提起倒裝。大部分人認為光效沒有正裝高,那是因為許多倒裝產品走的是低端路線,并不能代表高端覆晶結構封裝的水平。
首先,在晶片尺寸一致前提下,我們來看看晶片上與光效相關的對比。
△前面幾項倒裝略占優勢,但就晶片生產工藝,正裝比倒裝成熱。理論上倒裝晶片光效更高,實際上未能完全實現。有待晶片廠家提升。
在粉膠一樣、散熱一樣、芯片排布一致前提下,我們再來看看其他因素的對比分析。
△從此表分析,覆晶結構封裝沒有金線擋光及固晶膠吸光,會略占優勢,但反射率較鏡面低,光效會略比鏡面鋁低,考慮到結溫對光效的影響,在這幾個因素上看覆晶結構光效會略高于正裝。
綜合以上分析,同等條件下,尤其是散熱器件一致前提下,我個人認為高端覆晶結構封裝產品的光效目前不低于正裝,未來隨著倒裝芯片性能的提升,光效將超過正裝。
講到光效,我對此有些個人看法,相信大家很多時候會看到某某產品光效達到170lm/w、180lm/w,其實這里面水分太多,由于測試設備、測試條件、測試方法等原因,大多數人無法去準確驗證。但實際使用時與之相差很大,沒有這個必要,如果要強調達到多少光效,應該提供完整的具有公信力的測試報告。說明是實驗室數據還是應用數據。
另一方面晶片的排列對光效測試有很大影響,覆晶結構封裝芯片排列密度高,積分球取光效率低,也會造成光效數值低的表像,其實很多時候應該使用光分布計來測量而非積分球,結合光束角及中心光強來對比。
下面我簡單講下覆晶結構封裝的歷程:
1. 覆晶芯片及覆晶結構封裝早在1960有1BM公司研制成功。
2. 在上世紀八十年代才解決晶片與基板連接問題,進入大范圍應用階段。
3. 上世紀90年代初隨著藍光LED問世,覆晶結構與LED結合,開始進入研發。
4. 本世紀初,覆晶結構的LED晶片問世,開始應用于高要求場合。
5. 2010年開始,覆晶結構封裝產品逐漸進入商業照明并迅速發展。