高效率智慧化LED光引擎封裝技術

 

刊登日期:2016/4/5
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隨著固態照明技術日益成熟,新一代 LED照明技術應走向高光品質與智慧化之利基市場,而高效率與創新性的封裝技術將可提高光源輸出品質並增加附加價值,本文即針對智慧光引擎封裝技術與分析進行介紹,包括了:螢光粉噴塗與旋鍍技術、封裝最佳化演算技術、微結構射出封裝技術、人因藍光可調模組以及高演色性色溫可調光引擎之核心技術能量與應用。目前持續推動相關技術的應用與發展,未來將更能節省產品研發之時間與人力成本,期盼為 LED產業注入更多元之研發能量,以因應未來高品質與高附加價值之照明需求。

圖一、工研院開發的交流輸入高演色性光引擎

圖一、工研院開發的交流輸入高演色性光引擎
圖三、台灣廠商的COB光引擎

 
螢光粉模型最佳化與製程精準調控技術
螢光粉模型最佳化與高精準製程參數調控技術是以螢光粉模型為基礎,並且搭配雙向散射(BSDF)量測(圖七)與封裝參數最佳化演算法,以達到精準預測封裝效果,藉由這樣的技術可以在製造前即可預測封裝的光輸出品質,減少不必要的測試時間與成本。對於螢光粉封裝模型目前已有相當多的研究,如:美國 LRC團隊、中央大學光電所團隊,過去的模擬方式是根據實驗結果將模擬參數進行擬合,以得到與實驗相符之最佳模擬參數。而本計畫所開發之螢光粉最佳化模型目標是在實驗前快速預測封裝效果與配方,以達到光輸出品質的控制目標,不但能有效節省產品研發之時間與人力成本,更可開闢新一代 LED封裝製程技術流程。
 
圖七、 螢光粉散射量測機台與雙向螢光粉散射分布
圖七、 螢光粉散射量測機台與雙向螢光粉散射分布
 
特殊情境封裝技術與應用
3. 藍光可調照明模組
隨著照明技術的發展,照明技術的附加價值將逐步受到重視,根據德國電機暨電子產業公會(ZVEI)所做的照明市場分析資料可知,在健康照明的部分尤其具有相當大的市場發展潛力。照明對於人的影響相當的多,除了在視覺上的影響,在非視覺上的影響同樣相當的大,例如:情緒感受、覺醒程度、放鬆程度、認知能力、睡眠週期等,因此照明品質對於人因需求控制將會是未來發展的重點。由於 PC-LED 的白光產生方式,使得藍光危害的議題受到重視,但其實在國外的研究中亦發現睡前適當的藍光照明,對於睡眠品質亦會有改善的效果,因此本計畫以藍光調控作為光引擎的封裝方向之一,開發在 4,000K 輸出下具有 20% 的藍光比例調控模組(圖十七),可搭配多通道的驅動控制技術,使得使用者在無感受差異下,接收到不同比例的藍光,以達到特定的效果,未來可依據不同的人因或是光療頻譜需要,進行不同的人因照明 LED光引擎開發。

5. 軟性LED光引擎模組
為了因應未來節能與創新照明的需求,可彎折的軟性面光源技術為其深具潛力的技術發展目標。LED軟性面光源技術是由 LED光源與軟性基板結合而成。考慮光源尺寸與製程良率,本研究導入了晶片級封裝的 LED光源進行軟性 LED面光源光引擎開發。本研究採用CSP 封裝的 LED,具有小體積(1.0 mm × 0.8mm × 0.75 mm)與免打線的優點,相對其他封裝型態,CSP 封裝對於撓曲程度影響較低。完成光源上件之後,同時在……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
作者: 徐可芳、林志偉、黃忠民、吳擇序、王玫丹、李麗玲/ 工研院綠能所
★本文節錄自「工業材料雜誌」352期,更多資料請見下方附檔。

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