區別于傳統的SMD封裝,COB封裝LED是將單個或多個芯片封裝直接在鋁基板,它可以加強LED的散熱性能。由于COB封裝的低熱阻,低組裝成本和優異的光均勻性的優勢,現已被廣泛地應用在照明市場。科銳自2011年推出XLamp? CXA2011,在2012年10月,2013年03月相繼推出XLamp? CXA1507,CXA1512,CXA2520,CXA2530,CXA2540和CXA3050共計6款COB系列產品。全新的XLamp? CXA系列具有眾多優點:裝配簡單、易于加工操作,通常一個燈具使用一顆COB即可;設計的焊盤使得即使手工焊接也更加方便可靠,無需PCB,避免回流焊加工,降低成本;設計的光源尺寸完全符合Zhaga標準的LES尺寸的定義;針對設計簡化和更低系統成本而優化,可提供5,00 - 10,000 lm的光通量,能夠滿足高流明輸出的球泡燈、軌道燈、筒燈、射燈、戶外照明和高天棚燈等各應用領域的要求。本文主要闡述了在制造過程中,應當如何正確處理XLamp? CXA系列LED及含有這些LED的器件。
一、XLamp? CXA系列LED處理的注意事項
為了保證正確LED使用,科銳建議在處理XLamp? CXA系列LED或含有XLamp? CXA系列LED的器件時始終遵循以下要求:
1. 避免在LED上施加機械應力。
2. 切勿用手指或尖銳物體接觸光學表面,即在實際操作加工中,用手持XLamp? CXA系列LED時,手指不要觸摸透鏡更不要按壓透鏡。如使用鑷子處理XLamp? CXA系列LED時,鑷子不要接觸透鏡。以免弄臟或損壞LED表面,進而影響LED的光學性能。
3. 科銳建議在處理XLamp? CXA系列LED時始終采取適當的防靜電接地措施。
4. 科銳建議在處理XLamp? CXA系列LED時戴上無粉乳膠手套。
二、XLamp? CXA系列LED的固定方式
為確保XLamp? CXA系列LED的有效熱管理,科銳建議將XLamp? CXA系列LED安裝在大小合適的散熱器上,散熱器的具體尺寸取決于驅動電壓、電流和工作環境。最常用的安裝方法,在XLamp? CXA系列LED和散熱器之間插入一個由導熱環氧樹脂或熱脂等熱接口材料(Thermal Interface Material,TIM)構成的襯墊。為獲得最佳的散熱效果,TIM 厚度應保持最小,同時確保不存在任何空洞。對于CXA15xx、CXA25xx 和CXA3050 LED,應使用具有反射作用的TIM或其他襯墊;如果使用顏色較深的TIM,光輸出和光效可能會稍微降低。導熱接口材料代表性的供應商包括3M、GrafTech、Laird、Lord 及其他供應商。
CXA15和CXA25、CXA30系列采用的是鋁基板封裝,可以采用環氧樹脂或者LED連接器將LED固定在散熱器上。許多制造企業已經開發或正在開發連接器,以簡化XLamp? CXA系列LED的機械和電氣安裝。例如,Molex (180560, 180720, 180220) 和TE Connectivity (5-2154874-2, 5-2154874-3),IDEAL (50-2001CR, 50-2102CR, 50-2234C),美可達光學 (ZJ017, ZJ018, ZJ037)等,已經開發出適用于XLamp? CXA系列LED的連接器。有關更多信息,可聯系連接器制造商。導熱硅脂或者導熱膏能起到很好的熱傳導,導熱硅脂或者導熱膏根據導熱系數的不同,成本有差異,固化時間較長,而且LED定位把握不好,一旦固定后很難替換。專用設計的連接器易于組裝,可以實現電學連結,重復性較好,且可以隨時替換LED,但是對于不同的應用和設計要求,會出現現有的連接器不完全與設計匹配,因此這兩種方式各有優勢和不足。在選擇的時候要綜合考慮成本、實用性和與設計匹配等需求來確定。
CXA2011 LED可以通過對角兩個螺孔或者使用連接器予以固定。在使用螺孔固定CXA2011 LED時,科銳建議使用4號(/40) 或M2.5規格的螺絲。扭矩過大可能會導致LED陣列損壞。適當的螺絲扭矩取決于多個因素,包括熱接口材料的厚度、尺寸和類型,以及這些材料和散熱器的平面度。安裝螺絲可承受的安全扭矩量約為45牛頓·厘米。
三、表面溫度(TC) 測量點
XLamp? CXA系列LED表面溫度(TC) 可以在指定的表面溫度測量點測得,該測量點位于緊鄰焊盤陽極或正極(+) 的位置。此測量點如下圖所示。科銳建議使用導電性環氧樹脂來安裝熱電偶。
四、XLamp? CXA系列LED焊接說明
XLamp? CXA系列LED適合采用打線焊接。科銳建議使用烙鐵頭大小為1.8 mm 的可控溫烙鐵進行焊接。由于散熱器系統、LED、焊料和焊槍變化極多,因此科銳不提供具體的焊接建議。焊接后應當使XLamp? CXA系列LED冷卻至室溫,再進行后續處理。過早處理器件可能會導致焊點損壞。科銳建議不要將XLamp? CXA系列LED暴露于溫度高于350℃的環境中。將線接頭直接焊接到XLamp? CXA系列LED時,請遵循以下操作實踐。
1. 對XLamp? CXA系列LED的接觸墊片進行錫焊,并將焊料均勻涂抹在接觸墊片上。
2. 在導線上涂抹適當的焊錫,然后將其焊接到XLamp? CXA系列LED上。
3. 確保焊接到XLamp? CXA系列LED的導線具有足夠的應變消除能力,以避免拉起LED上的焊盤。
科銳建議使用“免清洗型”焊膏焊接XLamp? CXA系列LED,這樣,在回流焊后就不需要清潔PCB。科銳建議使用下列焊膏成分:SnAgCu(錫/銀/銅)和SnAg(錫/銀)。
五、化學兼容性
根據科銳的《化學兼容性應用說明》中介紹的具體特性,科銳發現某些化學品通常會對XLamp? CXA系列LED造成損壞。對含有XLamp? CXA系列的LED系統,科銳建議不要在其中任何地方使用這些化學品。即使化學品量很少,其所釋放出的氣體也有可能導致LED損壞。以下是可用于及避免用于LED生產過程的代表性化學品和材料清單。
有關建議使用的化學品、保形涂料以及有害化學品的最新完整列表,請參閱科銳的《化學兼容性應用說明》及相關視頻。此外,您還可咨詢當地科銳的現場應用工程師。
六、結語
本文重點闡述了XLamp? CXA系列LED在使用過程中的關于處理、固定、焊接和化學品使用的注意事項,希望幫助照明設計和應用,更加詳盡的信息可在科銳網站的相關焊接、化學兼容性應用等文檔中找到。
科銳將參加6月9-12日2013廣州國際照明展,科銳展臺位于琶洲展覽館A區4.1館B02展位,更多的技術支持和服務歡迎與科銳的團隊詳細探討。