LED封装工程师的个人调研总结（四）

小泉泉
发布于 2014-12-09 #PPT/视频/资料直接看回复推送文章

四. HV-AC芯片HV的不同观点
怀疑-茅于海
1.同样输出功率，高压LED耗散功率要远低于低压LED，散热铝外壳的成本可大大降低------耗散功率的大小由LED的发光效率决定
2.输入和输出压差越低，AC到DC的转换效率就越高。-----AC/DC转换器的效率几乎是和最后的输出电压没有什么关系。可能变压器次级的电流大了会增加一些铜损，不至于影响到散热器的设计;
为了提高整流二极管的效率最好采用肖特基二极管，而如果输出是200V高电压，很难买到这种高压肖特基二极管，价格很高，如果采用普通整流二极管，效率不可能提高。
3.高压LED减小了LED的面积。从散热的观点来看就未必是优点。背板改用紫铜，和它直接接触的散热器部分也必须采用紫铜而不能采用铝(膨胀系数不同，直接接触会产生缝隙而影响导热);采用热管，增加散热器的成本。
4.高压LED可以不需要变压器——不用恒流源以后都会使LED的使用寿命大大降低。LED伏安特性的负温度系数，使得LED的正向电流随着LED的温升而增高，从而使得LED的结温升高，而降低了LED的寿命。
5.发光效率---晶元推出发光效率高达160lm/W的冷白光LED，而暖白光的LED发光效率将高达150lm/W，而且显色系数(CRI)高达90%。但未必是高压带来的提升
6.成本低---分立串联的小功率比单独大功率价格低。
支持的观点
Cree1.将驱动的效率提高10%-20%2.将驱动的价格降低10%-20%
武汉迪源1.芯片级实现微晶粒串并联，低电流高电压，简化芯片固晶，键合数量，封装成本降低。
2.单位面积内形成多颗微晶粒集成，避免芯片间BIN内波长电压亮度跨度带来的不一致;
3.小电流下驱动的功率型芯片，可以与红光LED芯片集成+黄色荧光粉形成暖白光，比LED+红粉+黄粉的暖白出光效率高，缩短暖白与冷白封装光效的差距，更易实现高显指;
4.封装成品工作电压接近市电，提高了驱动电源的转换效率;由于工作电流低，线路损耗低于传统DC功率LED芯片。
结论：A.在驱动方面1.降低驱动价格2.提高驱动效率

B.对芯片本身效率的提高方面，对以晶元为代表的正装芯片有较大提高,正装结构存在电流分布不均的情况.
原因是P型层平面导电困难GaN是具有自补偿特性的N型LED照明N型可以重掺杂，导电性好P型重掺杂难以实现，只能轻掺杂，所以导电性差
为了提高电极平面导电性，A.生长透明导电玻璃ITO(降低光透过率)B.优化电极分布图案(减少发光面积，电流分布不均)
GaN基LED结构示意

晶元光电是最早推出HV LED概念的企业，也得益于企业优秀的红光芯片表现，晶元光电通过红蓝光的组合实现兼具发光效率及显色表现的白光LED，并通过蓝红光芯片组合实现HV LED，实验室数据已达到168lm/w。
以晶元光电为例
电流分布不均的后果1.芯片局部过热，降低光效，加速光衰2.内量子效率低3.电流不能很大4.芯片不能做大5.垂直出射的光子少，提取率低
采用HV-LED将芯片表面分割1.电流分布平均，发热降低，克服光衰2.电流分布平均，降低欧姆电阻，提高内量子效率3.功率可以提高4.芯片面积可以做大5.切割边缘可以出射光子，光子提取率提高
电流分布平均，降低欧姆电阻，即Vf，提高内量子效率

电流分布平均，发热降低，克服光衰切割边缘可以出射光子，光子提取率

电流小且分布均匀，可以使HV使晶粒做得更大，减少颗粒的使用数量，并提高亮度

电流分布均匀，由于内量子效率(IQE)提高，光提取率的上升，插座效率提高了10-15%，并且后期光衰也降低了
武汉迪源

Cree　XTE　46V@22mA　3.45*3.45mm　Tr=6.5℃/W　Imax=66mA　CCT@85，100-130lm　XML　46V@44mA　5.0*5.0mm　Tr=3.5℃/W　Imax=125mA　CCT@85，182-260lm
广州晶科

覆晶式结构无需打金线可以避免电极爬坡等技术难点
亿光Everlight EZHV 1W/2W

WB-type AC LED（Larger micro-diode in the central）

Anti-parallel AC LED
WB-type AC LED
持续发光的晶粒面积越大，发光效率越高，发光颗粒越大越好，整流颗粒越小越好。
AC-LED
台湾工业技术研究院2008年完成可产业化生产并有实际应用系统方案的AC LED产品
美国III-N Technology，MOCVD生长技术基础的氮化镓衬底,生产的交流发光二极管产品。
三星：COB型AC某些小公司：将颗粒和电阻组装好，直接当做AC用
AC LED缺点：1.发光效率较DC LED低。2.AC LED有触电的风险。如果采用金属鳍片散热，容易发生触电危险，需要间接散热方案，比如充液LED固态照明灯具等。
因此很多厂家转向HV-LED。