船上芯片的定义

板载芯片是一种将半导体芯片安装在绝缘基板表面的工艺。芯片通常由多个器件组成,在将单个芯片安装到封装上之前,可从晶片上切割下来。这样,可以使用更薄的基板,从而节省材料成本、空间和重量。

什么是板载芯片 led?

空面 PCB

板载芯片,又称板上芯片 LED,是将 LED 芯片组装到用作散热器的基座上。这种技术可用于将 LED 集成到不同的封装中,便于处理和安装。

这种照明解决方案无需使用透镜或反射器等单个组件,因为它们都集成在一个封装中。

制造这些产品最常用的材料类型是金属芯印刷电路板(MCPCB)和陶瓷基板,因为它们具有较高的散热性能。但应避免使用塑料等其他材料,以免导热性差。

什么是板载芯片 LED 技术?

什么是电路板组件及其作用

板上芯片 (COB) LED 是一种安装在轻质高导热基板上的 LED。这些器件采用芯片级封装,因此光源比传统 LED 小得多。这种技术的缩写 COB 是由 COB LED 的主要制造商之一 Cree 公司首次提出的。该术语描述了如何将半导体晶粒和线键等元件直接安装到 LED 封装上,而不在它们之间添加任何其他元件。

与其他类型的封装 LED 类似,板载芯片也可分为不同类别

板载芯片的历史

在半导体器件制造过程中,晶片要经过许多加工步骤才能制成集成电路(IC)。在每个步骤中,一些集成电路会因杂质或其他缺陷而出现瑕疵。有时,我们不会丢弃这些仍然有用但没有缺陷的裸片/晶片,而是将它们切割成更小的片段,称为裸片或芯片。这些碎片随后可安装到较大的基板或印刷电路板(PCB)上,形成电子组件。

安装模具的早期技术之一是导线连接。它是用一根小导线将两个部件连接在一起。这种方法可能非常有效。但如果连接的许多导线中的任何一根出现故障。就会导致整个设备失效。后来,人们开发出一种替代技术,称为板载芯片。芯片使用导电胶直接安装在印刷电路板上。然后通过回流焊接或共晶芯片连接将相互连接的芯片和印刷电路板基板熔合。与导线连接相比,板上芯片有几个优点:成本低、体积小。其次,可靠性更高,因为故障点更少。不过,板载芯片也有一些缺点,如散热性差。因为元件产生的大部分热量都靠近芯片。

板载芯片 vs 柔性芯片

这两种技术的主要区别在于所使用的基板。在 COB 器件中,单个芯片通常安装在金属芯印刷电路板或 PCB(有时称为 MCPCB)上。而柔性芯片(COF)器件则使用柔性有机基板。

与普通表面贴装 LED 技术相比,COB LED 的散热性能更好。

不过,它们也有一些缺点。使用金属芯板安装半导体芯片需要更复杂的生产工艺。金属芯板需要与芯片进行模压和层压。它只能安装在塑料或金属等其他材料上。随着复杂性要求的提高,成本也会越来越高。这种技术的另一个缺点是,由于元件之间的热阻增加,输出功率密度会降低。

板上芯片(COB)LED 是一种发光二极管。它采用芯片级封装,体积比传统 LED 小得多,连接点也更少。这些器件使用轻质高导热基板。与其他表面贴装技术不同。例如使用金属芯印刷电路板或 PCB 的板载芯片(Chip On Board),以及使用有机基板的柔性芯片。这种技术的缩写 COB 由 COB LED 的领先制造商之一 Cree 公司创造。

板载芯片 LED 与表面贴装 LED 的优势

1) 改善照明质量

使用 COB LED 照明的最大优势之一是,与白炽灯和荧光灯相比,它能提供质量上乘的光线。事实上,COB 灯可以产生清晰的白光,很少有失真或色差。从这个意义上说,这些 LED 灯接近太阳光,而太阳光包含了从红外线到紫外线波长的所有可见光谱颜色。

2) 色彩精度高

色彩准确度是指 LED 产生的不同颜色与其预期值的匹配程度。从这个角度来看,板载芯片 LED 技术是通用照明领域的佼佼者。由于它能够产生丰富的白色色调,而不会出现明显的色彩失真,因此非常适合用于办公空间和起居室。

3) 能源效率

一个典型的白炽灯泡发出的总能量中有超过 90% 是热能而不是光能。这是因为灯泡内的灯丝必须加热到 2550 摄氏度或 4600 华氏度才能发光。另一方面,LED 灯只用 10-30% 的能量来发光,而 70-90% 的能量则作为热量散失。这意味着,与标准的 LED 或节能灯相比,板载芯片 LED 技术需要更少的时间和精力才能产生相同的流明。

4) 工作温度较低

COB LED 照明的另一个优势是工作温度较低,无需使用特殊的冷却设备。因此,对于阁楼或仓库等温度较高的环境,板载芯片 LED 技术是一个不错的选择。

5) 更高的流明效率

普通白炽灯泡的流明效率约为每瓦 12 流明,而 LED 灯的流明效率则在每瓦 50 到 100 流明之间。此外,如果使用 COB LED 而不是普通 LED,光输出可比 CFL 高出 150%,比传统白炽灯高出 30%。

6) 使用寿命更长

根据制造商的不同,COB LED 灯的使用寿命估计在 4 万至 5 万小时之间。这意味着它的寿命甚至比大多数通常只能使用 6000 小时的 CFL 和卤素灯还要长。

7) 能源独立

100 瓦等效 COB LED 灯在工作时的耗电量不到 10 瓦。因此,即使在能源成本不断上涨的情况下,它也是家庭和企业的廉价选择。事实上,一些地区的电力公司还为 COB 照明设备提供回扣或折扣,从而进一步减少每月的电费支出。

8) 环保

与传统白炽灯相比,板载芯片发光二极管技术不使用汞和氩气等稀有金属。它也不含铅或铍等有毒物质

9) 更好的散热

如果将白炽灯泡的散热量与 COB LED 灯的散热量进行比较,就会发现两者之间存在显著差异。从这个意义上说,COB LED 采用的技术使其能够通过鳍片或引脚轻松散热,而传统照明产品内部则有金属丝。

10) 更大的亮度级别

与其他传统 LED 灯相比,板载芯片 LED 技术的光输出水平更高。如果使用 COB LED 设备而不是标准 LED 硬件,就可以在不影响能效的情况下提高亮度水平。

11)应用范围广

与其他形式的 LED 照明相比,板载芯片 LED 技术用途更广。从室内照明到室外照明,它可以应用于多种场合。它的效率很高,几乎适用于任何类型的应用,不会产生过多的热量或明显的能效损失。

12) 无需更换灯泡

因为 COB LED 可在高温下工作。这种灯泡使用一段时间后就无需更换,不像 CFL 灯泡的灯丝使用一段时间后就会烧断。即使它们仍在发光。只要你购买得当,并将其置于正常的工作条件下。机载芯片灯的寿命应在六个月到三年之间,具体取决于其额定功率和瓦数。

13)更大的设计灵活性

只要有条件,你几乎可以在任何地方使用 COB LED 照明。您可以根据用途对其进行适当设计。这种技术还能与多种类型的灯具、光学器件和灯头兼容,而标准 LED 则只能有几种选择。

14)易于使用和安装

由于体积小,COB 灯可以安装在各种灯具中。这包括光秃秃的蜡烛、吊灯、轨道灯、壁灯、天花板灯具等。

15)与多种应用兼容

板载芯片 LED 灯结构紧凑,功能强大。它足以取代传统的照明解决方案。标准解决方案要么过于笨重,要么亮度不够。因此,这些灯可用于办公室、仓库、体育馆、商场、停车场等场所。

木板上的芯片是如何制作的?

可以使用称为晶圆键合的工艺在电路板上生产芯片。
半导体材料晶片可以从单晶锭中获得。
对这些晶片进行切割、清洁和抛光,使其光滑、平整和平行。然后在每个表面沉积一薄层,形成 LED 所需的电气连接。然后用超声波或粘接法粘合这种 "三明治",这种方法可以在不使用任何粘合材料的情况下粘合两个表面。

一旦完成这一程序,他们就可以通过从组件中切割出部分来生产出包含所有电子元件的芯片。目前最常用的方法是用金刚石刀片锯开每个晶片的两面。这一过程还辅以劈裂、线锯或等离子蚀刻,这些方法都用于去除特定区域。

然后将分离成单个芯片的晶片安装到导电板材料上,完成组装。每个芯片通常都要用 1 盎司到 10 盎司不等的力压在这种材料上。使用 COB LED 时,可以用焊料代替电线进行电气连接。因为与传统照明技术相比,它们具有更好的导热性。

如何将芯片焊接到电路板上?

在 PCBA SMT 加工中的主要成本

步骤 1

在电路板上焊接芯片相当简单。首先,你应该获得适当的焊接设备。其中包括焊锡膏、烙铁、助焊剂、树脂等,具体视个人喜好而定。

您应准备好工作区域,尽可能保持清洁。遵循制造商提供的安全协议,避免在加工过程中发生意外。

识别电路板组件

步骤 2

接下来,将 LED 放置在基板上,与印刷电路板 (PCB) 或陶瓷基板正确对齐。此时,如果需要,可以使用热转印胶带来帮助提高两个元件之间的导热性。

PCB

步骤 3

之后,您需要做的就是用刮板在板载芯片灯的一个焊盘上涂抹一些焊膏,然后将其转移到基板上。

最后,用烙铁在焊盘上焊上少量焊锡,就可以焊接电灯了。应避免使用过多焊膏或过高的温度,因为这两种情况都可能损坏或损坏芯片。

结论

板载芯片发光二极管技术是将发光二极管集成到不同类型照明装置中的一种简单而经济有效的方法。这种解决方案的应用范围非常广泛,包括区域光源、筒灯、背光显示器和标牌等。

它具有许多优点,例如不需要透镜或反射器等复杂的光学系统,因此更易于制造。由于每瓦可产生更多流明,因此与传统替代品相比,它们还能提供更高的强度。与 OLED 等其他照明解决方案相比,它们的板载芯片设计可实现更高效的散热和更低的衰减率。

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