[專欄] 猜猜看37：這是什麼？(有獎徵答,已截止)

這肯定很亮

LED陶瓷封裝
陶瓷封裝的高度較低，發光角度大，光色一致性優越，因此在同樣的系統板上，陶瓷封裝所製作的燈泡可以避免掉局部暗區的問題
利用陶瓷與金屬的高導熱性，將高功率所產生的熱迅速導出封裝體外。再加上陶瓷與金屬，或陶瓷與一次光學部份的高分子(硅膠)的熱膨脹係數差異較小，應此減少了材料間熱應力所產生的風險
高功率陶瓷封裝的燈珠，最適用於小體積，高亮度的照明應用
利用最少的燈珠數，使二次光學透鏡更單純，也能減少LED照明時曡影的產生

LED陶瓷封裝
在1962年Nick Holonyak Jr.發明了LED後，因為其壽命長與省電等特性， LED議題成為舉世焦點而發展迅速，由低功率的警示燈逐漸轉變為高功率的照明，而高照明亮度所帶來的熱效應也隨之發生，為了解決熱效應的問題，封裝材料逐漸由FR4轉變為MCPCB再升級成陶瓷材料，因陶瓷材料除了與LED具有匹配的膨脹係數、良好的熱與化學穩定性，還具有優異的絕緣耐壓特性，所以最適合用於高功率LED照明之散熱。
傳統的LED封裝流程是將LED芯片(Chip)固定(Bonding)於散熱基板之上，經由打線(Wire Bonding)或覆晶(Flip Chip)方式將線路連結，最後再以點膠、模具成型(Molding)等方式包覆LED芯片形成LED晶粒，最後將晶粒固定於電路載板(Circuit Board)之上，並整合電源(Power)、散熱片(Heat Sink)、透鏡(Lens)與反射杯(reflector)組成完整的照明模組。
在照明模組中又以基板與電路載板所承受的熱最為密集，因此直接與熱源接觸的基板都使用陶瓷作為材料，而當功率越來越高，元件越來越小的趨勢下，陶瓷電路載板也逐漸被大量使用。如表1所示，陶瓷電路載板比起傳統電路板擁有更多適合LED照明的優勢，可應用於高功率(HP)、高電壓(HV)及交流電(AC)等LED照明，這些LED有較高的能量轉換率或不用電源轉換器的優勢，所以整合兩技術不但可提高LED照明穩定度之外，還能降低整體之總成本，使其更易導入家用照明市場。
但隨著小體積要有更大照度的需求增加，單晶封裝已不符合未來需求，所以COB(Chip On Board)LED封裝技術隨之而生，與傳統芯片需固定於基板上再整合在電路載板的封裝不同，如圖1所示，COB封裝是將單顆或多顆LED晶粒直接封裝在電路載板上；另由熱歐姆定理ΔT=QR得知，溫差=熱流x熱阻，熱阻愈大，就有愈大的熱產生在元件內，因此COB封裝方式可免除封裝基板的使用，減少照明模組串連層數以強化LED散熱效能。
此項技術可解決單顆高功率的封裝所產生之高熱，使其具有低熱阻、低組裝成本與單一封裝體高流明輸出等優勢，現今已被大量用於照明燈具，但由於芯片所產生大量的熱會直接與COB基板接觸，因此當需要更高照度的照明模組時，舊有鋁板(MCPCB)技術所製作之COB，會有熱膨脹係數不匹配導致熱傾斜的問題，因此陶瓷基板技術的引入有著勢在必行的需求。
DIGITIMES中文網 原文網址: LED散熱陶瓷　低成本之高功率LED封裝技術 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&packageid=4398&id=0000222681_PA557QUK9RUGA40DAVGF9#ixzz2JGDufL6g

LED陶瓷封裝除了具有亮度高、耐高低溫度衝擊性能強、可靠性高及光衰小等優點外，還具有封裝方法具有工藝簡單，生產效率高、成品率高的優點。 (#6 是我)

LED陶瓷封裝
利用陶瓷與金屬的高導熱性，將高功率所產生的熱迅速導出封裝體外。再加上陶瓷與金屬，或陶瓷與一次光學部份的高分子(硅膠)的熱膨脹係數差異較小，應此減少了材料間熱應力所產生的風險

LED陶瓷封裝
LED產業中，如果增加電流強度會使LED發光量成比例增加，可是LED晶片的發熱量也會隨之上升。因為在高輸入領域放射照度呈現飽和與衰減現象，這種現象主要是LED晶片發熱所造成，因此在製造高功率LED晶片時，必須先解決其散熱問題。
白光LED的發熱隨著輸入電流強度的增加而上升，會造成LED晶片的溫升效應，造成光輸出降低，因此LED封裝結構與使用材料的挑選顯得非常重要。由於過去LED常使用低熱傳導率樹脂封裝，成為了影響LED散熱特性的原因之一，不過，近年來逐漸改用高熱傳導陶瓷，或是設有金屬板的樹脂封裝結構。目前的高功率LED晶片常以LED晶片大型化、改善LED晶片發光效率、採用高取光效率封裝，以及大電流化等方式提高發光強度，常規的樹脂封裝不能滿足苛刻的散熱要求。
以往的傳統高散熱封裝是把LED晶片放置在金屬基板上周圍再包覆樹脂，可是這種封裝方式的金屬熱膨脹係數與LED晶片差異相當大，當溫度變化非常大或是封裝作業不當時極易產生熱歪斜，進而引發晶片瑕疵或是發光效率降低。採用陶瓷封裝基板可以有效地解決熱歪斜問題。這主要是因為LED封裝用陶瓷材料分成氧化鋁與氮化鋁，氧化鋁的熱傳導率是環氧樹脂的55倍，氮化鋁則是環氧樹脂的400倍，因此目前高功率LED封裝用基板大多使用熱傳導率為200W/mK的鋁，或是熱傳導率為400W/mK的銅質金屬封裝基板。
我們都知道LED的封裝除了保護內部LED晶片之外，還具有將LED晶片與外部作電氣連接、散熱等功能。LED封裝要求LED晶片產生的光線可以高效率透身到外部，因此封裝必須具備高強度、高絕緣性、高熱傳導性與高反射性，讓人興奮的是陶瓷封裝幾乎具備上述所有特性，再說陶瓷耐熱性與耐光線劣化性也比樹脂優秀。
未來發展高功率LED晶片時，必然會面臨熱歪斜問題，這是不能忽視的問題。高功率LED的封裝結構，不但要求能夠支援LED晶片磊晶接合的微細佈線技術，而且關於材質的發展，雖然氮化鋁已經高熱傳導化，但高熱傳導與反射率的互動關係卻成為新的問題。如果未來能提高氮化鋁的熱傳導率，並且具備接近陶瓷的熱膨脹係數的LED晶片時，解決高功率LED的熱歪斜問題就不在話下了。

LED陶瓷封裝