100W LED集成灯珠

木婉清
发布于 2017-04-28 #剖析评测直接看回复推送文章

LED集成灯珠：把多个发光芯片组合在一起的类似点阵的大功率单颗灯珠，称之为“LED集成灯珠”。集成灯珠体积不是很大，最大做到500W左右。

COB-------Chip On Board 板上芯片封装技术。工艺大致为银浆披覆芯片背面，然后用刺晶笔将芯片直接安放在基板表面，热处理（烤箱烘烤烧结使银浆固化）至芯片牢固地固定在基板上，随后再用打线机将金丝焊在芯片和支架上建立电气连接。最终再用胶/树脂覆盖、固化，以保证其可靠性。

COB灯珠和LED集成灯珠：
1.相同点：都是将多个LED芯片集成在底基板上。
2.不同点：
2.1 LED集成灯珠经常使用在LED投光灯、路灯、工矿灯等户外LED灯具，单颗10W-500W不等。COB灯珠经常使用在则中小功率的LED筒灯、轨道灯、天花灯等室内LED灯具上面，一般其单颗3W-72W不等。
2.2 LED集成灯珠多见铜基板，铜支架且带边脚（方便焊接DC线），形状多见方形。COB灯珠多见铝、陶瓷基板，无支架，其形状有方形，圆形等多种形状。
2.3 LED集成灯珠一般采用大尺寸芯片（如30mil）。COB灯珠芯片尺寸一般要小些（如24mil）。
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今天，我们来拆100W集成灯珠，芯片10串10并。

集成灯珠已经坏了，直流可调电源供电，只有两路芯片亮，每一路10颗芯片串联。
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特写一下。是不是看见很多小“蝌蚪”？

这些黑色的点点，就是电极焊点，称之为“一次焊接”------球焊。
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主角登场！4个角有孔，用来螺丝将集成灯珠固定到大散热器上。
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基板宽约4cm

长约4.5cm

侧面两个引脚支架，处于白色支架截面的中间位置。用来焊接驱动电源的输出DC线。
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铜基板--------红铜材质，表面喷锡抗氧化。
红铜即纯铜，又名紫铜，就是铜单质，因其颜色为紫红色而得名。
紫铜镀锡的目的：有效防止紫铜受潮生铜绿、也可以阻止铜氧化/硫化变黑影响电接触性。紫铜镀锡后使用寿命延长几倍乃至十几倍，大大提高了紫铜的使用寿命，对紫铜的保护起了相当大的作用。但锡也是一种较活跃的金属，高温加速其氧化，形成较为稳定的化合物，颜色加深变黑，也起到一定的保护作用。

看这颗灯珠，铜基板底部因为有导热硅脂填充，基板与空气隔离，所以没有变色。与空气接触裸露的部分因灯珠发出高温，加速了其氧化发黑的速度。
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芯片之间双金丝连接特写
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芯片与支架之间金丝连接特写
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支架上二次焊点特写

先拆白色支架。支架塑主要是solvay的白色PPA材料（或者改性PPA），耐高温焊接，高反射，与硅胶的结合性好，长期性耐度也不错。
关于PPA材质：中文名为聚对苯二酰对苯二胺，半结晶性材料，热变形温度约在300度，熔化温度约为320度，为一种芳香族的高温尼龙，但吸水较普通尼龙小的多，而这对led相对比较重要，对长期信耐度有影响，而且PPA颗粒不同牌号之间，信耐度，耐黄变等也各有不同，不同厂家，同种材质有时候也会有所差别。
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基板露出斜条纹，它的作用是提高白色支架与基板之间的结合力-----------这些白色支架与基板先用机器注塑成型。
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继续拆白色支架，露出更多的斜条纹。白色支架与硅胶边沿犬齿交叉------凹形槽。它的作用是提高结合力。还有一个非常重要的作用是，抗硅胶吸潮----水汽从这些凹槽边沿渗透更困难。

硅胶是由硅酸凝胶充分洗涤后，除去可溶性盐类,干燥脱水以后，形成一种多孔性固体.硅胶对水等极性分子具有较强的吸附作用，在工作、生活上常常被派作防止霉变和锈蚀的用场。
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用刀片劈开硅胶层

细看劈下来的硅胶，留下一个个“小坑”和N多扯断的金丝。

LED芯片表面涂覆一层折射率相对较高的透明胶层(灌封胶)，由于该胶层处于芯片和空气之间，从而有效减少了光子在界面的损失，提高了取光效率。此外，灌封胶的作用还包括对芯片进行机械保护，应力释放，并作为一种光导结构。因此，要求其透光率高，折射率高，热稳定性好，流动性好，易于喷涂。为提高LED封装的可靠性，还要求灌封胶具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。目前常用的灌封胶包括环氧树脂和硅胶。硅胶由于具有透光率高，折射率大，热稳定性好，应力小，吸湿性低等特点，明显优于环氧树脂，在大功率LED封装中得到广泛应用，但成本较高。研究表明，提高硅胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失，提高外量子效率，但硅胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高，硅胶内部的热应力加大，导致硅胶的折射率降低，从而影响LED光效和光强分布。
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