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2013

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新一代三合一RGB LED 提高散熱性和色彩表現(xiàn)

    近年來由于在散熱、可靠度、色彩飽和度以及能源效率上超越了其他發(fā)光器件的表現(xiàn)，照明設計中對RGB三色LED的使用也越來越普遍。
    發(fā)光二極管（LED）的應用領域目前正大幅度擴展，其中一個成長最快并且最有潛力的市場是照明應用，LED由于具有卓越的色彩飽和度、更長的工作壽命以及符合綠色節(jié)能產品省電需求的節(jié)能特性，因此快速滲入市場。
    目前許多LED器件制造商都使用獨立的紅光、綠光和藍光LED組合來提供所需要的色彩，在應用上使用分立的LED封裝技術存在一點缺點，例如為了符合封裝結構所造成的空間浪費。以及使分離較遠的光源取得有效色彩混合而需要額度努力，因此市場開始尋求三合一LED，也就是在單一封裝內集成紅光、綠光和藍光LED芯片的產品。為滿足這樣的需求，我公司開發(fā)出了JPS系列產品的三合一RGB三色LED封裝版本。

三合一RGB三色LED封裝
    我司的高功率LED在單一封裝內集成紅光、綠光和藍光LED，讓光源更加緊湊，三合一封裝擁有良好的散熱能力。
    傳統(tǒng)RGB三色LED的作法是采用封裝各自獨立的結構，并將這些分立的LED封裝安排在印刷電路板形成RGB三色光源的組合，而三合一的作法則是把RGB三色LED芯片直接安排在同一裝內，其中每一個LED芯片都可以獨立控制，提供各種不同的色彩輸出。
    和分立封裝器件比較，這樣的作法可以讓光源更加緊湊，并且大幅度縮小每個獨立光源間的距離，要取得良好的色彩混合，L ED光源的最大間距不能超過5mm，三合一作法可以講至二個距離縮小到只有1.5mm。在LED間距縮小后，有效進行色彩混合的所需區(qū)域也可以同時縮小。
   在我司的三合一封裝中，使用了高性能的PPA聚鄰苯二甲酰胺作為封裝和反射器材料，這個PPA材料可以在高溫和高強度紫外線下長時間工作，還能保持表面的反射能力。封裝中還使用了銅引線框架來取得最低的熱阻，工作中LED芯片所產生的熱能可以有效的通過銅引線框架傳送到散熱片上。

良好的散熱表現(xiàn)
   三合一LED封裝的熱阻采用FLOMERRICS Group PLC公司所開發(fā)的FLOTHERM計算流體動力程序進行驗證，在模擬模型中，我們建立了反射器、引線框架、封裝、芯片粘貼層和芯片本身，并在每個芯片上建立1W的發(fā)熱源。
   紅光、綠光和藍光芯片由結到引腳的模擬熱阻（Rjp）結果分別為23℃/W、20℃/W以及20℃/W，這些熱阻值還通過順向電壓法實際測量驗證，兩者的結果非常接近。另外，封裝的散熱性能也通過高達3，000小時的實際運作測試。
   三合一RGB三色LED封裝在加熱箱中進行了可靠性測試以確認實際的封裝性能。經100℃環(huán)境下3，000小時的實際運行后，封裝的劣化程度很低，其中InGaN芯片約有10%-16%的Iv下降，AllGaP芯片則為8%，這顯示三合一三色LED封裝在散熱方面有著良好效率。
結論
   與傳統(tǒng)的分析式LED封裝比較，三合一封裝解決方案不管是在色彩混合度或空間需求上都有更好的表現(xiàn)，并擁有良好的散熱能力和可靠性，可以為工程應用開發(fā)帶來更高的靈活度。