封裝行業(yè)近年來(lái)一直處于新材料、新工藝的快速驅(qū)動(dòng)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(xiàn)并存,互相競(jìng)爭(zhēng),但誰(shuí)也無(wú)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(lái)新選擇,國(guó)內(nèi)廠家對(duì)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(tái)光電等在內(nèi)的主流封裝廠商均已開(kāi)始采用EMC封裝。
跟PPA及PCT材料不同,由于EMC材料無(wú)法回收利用, EMC的結(jié)構(gòu)形式以及制造良品率都會(huì)影響到支架的成本,同時(shí),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)仍然集中在日本和臺(tái)灣企業(yè)手中,國(guó)內(nèi)封裝廠基本都是購(gòu)買(mǎi)支架封裝。天電光電是國(guó)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(huì)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(lái)能否成為主流封裝形式之一?本期阿拉丁評(píng)測(cè)將為您一一揭曉。
本期評(píng)測(cè)由佛山市香港科技大學(xué) LED-FPD 工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心對(duì)樣品的參數(shù)與性能進(jìn)行檢測(cè)。
評(píng)測(cè)樣品是來(lái)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(hào)為1A1A,外觀如圖 1 所示。
發(fā)光面 焊盤(pán)
圖 1 天電 1A1A 產(chǎn)品外觀圖
此款產(chǎn)品的外觀尺寸為 10mm X10mm,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。
[NT:PAGE] 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(duì)該款產(chǎn)品進(jìn)行了光色電參數(shù)基本測(cè)試,其測(cè)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(guò)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(cè)評(píng)項(xiàng)目,采用的是 T3ster 熱瞬態(tài)測(cè)試儀配備的可控溫積分球 TERALED(圖3)進(jìn)行測(cè)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(cè)試設(shè)備能承受的最高功率為10W,故下列測(cè)試均采在270mA下進(jìn)行。
圖 3 TERALED
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(xiàn)(溫控臺(tái)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(tái)溫度)
3)色坐標(biāo)-溫度變化特性(@ 270mA):
從圖 4~圖 6 結(jié)果看來(lái),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?xún)?nèi),色坐標(biāo) x 變化 在 0.001 以?xún)?nèi),色坐標(biāo) y 變化在 0.006 以?xún)?nèi)。
3、高溫高濕老化
老化條件為 85℃&85%RH,老化過(guò)程中樣品以 540mA 電流點(diǎn)亮,分別 在 0h、168h 和 336h 進(jìn)行光色電性能測(cè)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(shí)間的變化
可見(jiàn),此款產(chǎn)品經(jīng)過(guò) 336 h 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(xiàn)
此評(píng)測(cè)項(xiàng)目使用熱瞬態(tài)測(cè)試儀 T3Ster(含高電壓模塊),如圖 8 所示。
圖 8 熱瞬態(tài)測(cè)試儀 T3Ster
經(jīng)測(cè)試,樣品在環(huán)境溫度 25℃時(shí)的結(jié)溫為 60.8℃,器件熱阻為 1.1 K/W。 降額曲線(xiàn)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(xiàn)
5、顏色空間均勻性
圖 10 所示的設(shè)備是光源近場(chǎng)測(cè)角光度儀 SIG400,一般用于光源的近場(chǎng) 光學(xué)分布測(cè)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(jì)。除此之 外,該設(shè)備配有的 ProSource 軟件可分析光源表面任意點(diǎn)在空間的光學(xué)分布。佛山市香港科技大學(xué) LED-FPD 工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心,除了可為客戶(hù)提供 光源的近場(chǎng)光學(xué)分布測(cè)試,還可以利用 SIG400 及配有的 ProSource 軟件對(duì) 產(chǎn)品進(jìn)行更為深入的分析。
圖 10 光源近場(chǎng)測(cè)角光度儀 SIG400
此次評(píng)測(cè),我們測(cè)試了天電 1A1A 產(chǎn)品近場(chǎng)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(shí),通過(guò)近場(chǎng)測(cè)試,還可測(cè)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
以上數(shù)據(jù)由佛山市香港科技大學(xué) LED-FPD 工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心提供
結(jié)語(yǔ)
從此次測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)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(chǎng)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(kāi)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(hù)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(xiàn)的投產(chǎn),EMC封裝的價(jià)格降幅可能在產(chǎn)能持續(xù)增加下擴(kuò)大。