深圳市福田区新昌电子商行

日本夏普业内首家采用陶瓷基板封装技术的LED模组

　　1：与传统铝基板相比，陶瓷基板的反射率较高，有助于提高光效。

　　2：陶瓷具有高可靠性，长寿命等特点。

　　3：陶瓷的热胀冷缩系数较小，即使在高温环境下，其表面也较为平整，有助于散热。

　　4：便于组装，可以将Zenigata LED模块通过导热胶直接装配在散热器上。

　　5：陶瓷的导热系数较高，从而可以保证SHARP Zenigata LED具有业界领先的热流明维持率(95%)

　　6：陶瓷为绝缘体，有助于LED照明产品通过各种高压测试

　　COB陶瓷基板封装LED模组总共有4个系列：

　　1：Petit-Zenigata系列(4W、5W、6W等3种功率，尺寸大小：12x8mm，光效：63-88lm/W，色温：2700-6000K)

　　2：Mini-Zenigata高显色性指数系列(4W、7W、10W等3种功率，尺寸大小：15x12mm，光效：84-106lm/W，色温：2700-6000K)

　　3：Mini-Zenigata高电压系列(4W、6W、7W、8W、13W、15W等6种功率，尺寸大小：15x12mm，光效：77-110lm/W，色温：2700-6000K)

　　4：Mega-Zenigata系列(23W、33W、63W等3种功率，尺寸大小：24x20mm，光效：75-114lm/W，色温：2700-6000K)

　　夏普 LED基于小功率芯片集成的大功率模块

　　1：采用多颗高品质小功率芯片集成在陶瓷基板上，具有光效高，散热性能好等特点。

　　2：小功率芯片正在被LCD TV的LED背光模组广泛使用，并且产品升级换代较快，从而可以使SHARP Zenigata LED在保证产品质量的同时，加速产品开发以应对市  场需求。

　　3：产品的灵活性较高，在现有标准产品不能满足客户需求的情况下，可以相应的增加或者减少所用小芯片的类量，从而可以有效平衡产品性能与成本之间的关系，满足客户多样化的需求，提升照明产品的竞争力。

业内首家采用陶瓷封装、
具有光效高、散热性能好等特点！
着眼于低碳经济的未来，
LED光源在不断地演进，
旨在成为下一代主流照明。

LED的发展趋势
 随着科技日新月异的发展，近年来全球环保的意识增强，如何有效开发出节能省电的科技产品已成为现今趋势。就LED产业而言，慢慢这几年内成为咫尺天涯发展的新兴产业之一，在2010年的我国世博会中可看出LED的技术更是发光异彩，从上游到下游的生产制造，每一环节都是非常重要的角色。

　　SHARP LED光源优点

　　1、节能环保

　　LED的发光原理与白炽灯和气体放电灯的发光原理都不同，LED光源的能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，LED相比荧光灯也可以达到50%的节能效果。节能效果显著，这对能源十分紧张的中国来说，无疑具有十分重要的意义。LED还可以与太阳能电池结合起来应用，节能又环保。其本身不含有毒有害物质(如：汞)，避免了荧光灯管破裂溢出汞的二次污染，同时又没有干扰辐射。

　　2、寿命长

　　正常情况下使用LED，其光衰可以减到70%的标称寿命是10万小时，减少了更换频率和其他维护工作。

　　3、光色纯正

　　由于典型的LED的光谱范围都比较窄，不像白炽灯那样拥有全光谱。因此，LED可以随意进行多样化的搭配组合，特别适用于装饰等方面。

　　4、防潮、抗震动

　　由于LED的外部多采用环氧树脂来保护，所以密封性能和抗冲击的性能都很好，不容易损坏。它可以应用于水下照明。

　　还有其他优点如：低热量、小型化、响应时间短等，这些都使LED光源具有很大的优势，为应用于实际生产生活中创造了有利条件。

　　SHARP LED光源特性：

　　1、高效节能　一千小时仅耗几度电(普通60W白炽灯十七小时耗1度电，普通10W节能灯一百小时耗1度电);

　　2、超长寿命　半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时);

　　3、光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射(普通灯光线中含有紫外线和红外线) ; LED辐照器(365)

　　4、绿色环保　不含汞和氙等有害元素，利于回收和，而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰);

　　5、保护视力　直流驱动，无频闪(普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪);

　　6、光效率高　发热小，90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能，仅有20%电能转化为光能);

　　7、安全系数高　所需电压、电流较小，发热较小，不产生安全隐患，于矿场等危险场所;

　　8、市场潜力大　低压、直流供电，电池、太阳能供电，于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。

高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06 瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

寿命长：LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。

多变幻：LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

高新尖：与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等所以亦是数字信息化产品是半导体光电器件“高新尖”技术具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点

随着LED技术的迅速发展，LED因其节能、环保、长寿命等特点，已让全球越来越多的国家和地区广泛推广并使用于装饰及照明产品上。

 陶瓷基板COB，陶瓷目前是公认最适合做LED封装基板的材料，以其优良的导热性能，优良的绝缘性能，热形变小等优点广泛应用与高档次，高可靠性LED灯具中，目前可封装10-50W COB光源，但是由于其基板价格较贵，一般用于高端LED照明和高可靠性要求的照明领域。

由于陶瓷基板具有很高的导热系数和绝缘性能，可解决热影响和静电影响，另外陶瓷基板和硅胶具有很好的结合性能，可解决湿气影响，另外采用覆晶工艺除去金线进一步大幅度的提高了整个光源组件的可靠性，采用COB封装提高了光源组件的性价比，因此，采用陶瓷基板COB外加覆晶工艺可满足高要求的LED应用领域。

1.LED光源的概念及发展历史
LED（Light Emitting Diode），又称发光二极管，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生光。
应用半导体PN结发光的原理制成的LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色LED。直到1994年，蓝色、绿色LED才研制成功。1996年开发出白色LED。

2.LED发光原理
发光二极管主要有PN结芯片、电极和光学系统组成。起发光体—晶片的面积为10.2mil(1mil=0.0254平方毫米)，目前国际上出现大量晶片LED，其晶片面积达40mil。
其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。

随着全球环保的意识抬头，节能省电已成为当今的趋势。LED产业是近年来最受瞩 目的产业之一。发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长 、且不含汞，具有环保效益;等优点。然而通常LED高功率产品输入功率约为20%能转换成 光，剩下80%的电能均转换为热能。一般而言，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影 响产品生命周期、发光效率、稳定性，而LED结面温度、发光效率及寿命之间的关系，以下 将利用关系图作进一步说明。
1、LED散热途径
依据不同的封装技术，其散热方法亦有所不同，而LED各种散热途径方法约略可以 下示意之：
散热途径说明：
(1). 从空气中散热
(2). 热能直接由System circuit board导出
(3). 经由金线将热能导出
(4). 若为共晶及Flip chip制程，热能将经由通孔至系统电路板而导出
一般而言，LED晶粒(Die)以打金线、共晶或覆晶方式连结于其基板上 (Substrate of LEDDie)而形成一LED晶片( chip)，而后再将LED 晶片固定于系统的电 路板上(System circuitboard)。因此，LED可能的散热途径为直接从空气中散热，或经 由LED晶粒基板至系统电路板再到大气环境。而散热由系统电路板至大气环境的速率取决于 整个发光灯具或系统之设计。
然而，现阶段的整个系统之散热瓶颈，多数发生在将热量从LED晶粒传导至其基板 再到系统电路板为主。此部分的可能散热途径：其一为直接藉由晶粒基板散热至系统电路 板，在此散热途径里，其LED晶粒基板材料的热散能力即为相当重要的参数。另一方面， LED所产生的热亦会经由电极金属导线而至系统电路板，一般而言，利用金线方式做电极接 合下，散热受金属线本身较细长之几何形状而受限;因此，近来即有共晶(Eutectic) 或 覆晶(Flipchip)接合方式，此设计大幅减少导线长度，并大幅增加导线截面积，如此一 来，藉由LED电极导线至系统电路板之散热效率将有效提升。
经由以上散热途径解释，可得知散热基板材料的选择与其LED晶粒的封装方式于LED 热散管理上占了极重要的一环，后段将针对LED散热基板做概略说明。
2、LED散热基板
LED散热基板主要是利用其散热基板材料本身具有较佳的热传导性，将热源从LED晶 粒导出。因此，我们从LED散热途径叙述中，可将LED散热基板细分两大类别，分别为LED晶 粒基板与系统电路板，此两种不同的散热基板分别乘载着LED晶粒与LED晶片将LED晶粒发光 时所产生的热能，经由LED晶粒散热基板至系统电路板，而后由大气环境吸收，以达到热散 之效果。
2.1 系统电路板
系统电路板主要是作为LED散热系统中，最后将热能导至散热鳍片、外壳或大气中 的材料。近年来印刷电路板(PCB)的生产技术已非常纯熟，早期LED产品的系统电路板多 以PCB为主，但随着高功率LED的需求增加，PCB之材料散热能力有限，使其无法应用于其高 功率产品，为了改善高功率LED散热问题，近期已发展出高热导系数铝基板(MCPCB)，利 用金属材料散热特性较佳的特色，已达到高功率产品散热的目的。然而随着LED亮度与效能 要求的持续发展，尽管系统电路板能将LED晶片所产生的热有效的散热到大气环境，但是 LED晶粒所产生的热能却无法有效的从晶粒传导至系统电路板，异言之，当LED功率往更高 效提升时，整个LED的散热瓶颈将出现在LED晶粒散热基板。
2.2 LED晶粒基板
LED晶粒基板主要是作为LED 晶粒与系统电路板之间热能导出的媒介，藉由打线、 共晶或覆晶的制程与LED晶粒结合。而基于散热考量，目前市面上LED晶粒基板主要以陶瓷 基板为主，以线路备制方法不同约略可区分为：厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷、以及 薄膜陶瓷基板三种，在传统高功率LED元件，多以厚膜或低温共烧陶瓷基板作为晶粒散热基 板，再以打金线方式将LED晶粒与陶瓷基板结合。
如前言所述，此金线连结限制了热量沿电极接点散失之效能。因此，近年来，国内 外大厂无不朝向解决此问题而努力。其解决方式有二，其一为寻找高散热系数之基板材料 ，以取代氧化铝，包含了矽基板、碳化矽基板、阳极化铝基板或氮化铝基板，其中矽及碳 化矽基板之材料半导体特性，使其现阶段遇到较严苛的考验，而阳极化铝基板则因其阳极 化氧化层强度不足而容易因碎裂导致导通，使其在实际应用上受限，因而，现阶段较成熟 且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板;然而，目前受限于氮化铝基板不适用传 统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理，使其出现材料信赖性问题)，因此 ，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。