《科锐XLamp®大功率器件最新应用准则和注意点更新》 ——CXA系列LED的焊接和处理

区别于传统的SMD封装，COB封装LED是将单个或多个芯片封装直接在铝基板，它可以加强LED的散热性能。由于COB封装的低热阻，低组装成本和优异的光均匀性的优势，现已被广泛地应用在照明市场。科锐自2011年推出XLamp® CXA2011，在2012年10月，2013年03月相继推出XLamp® CXA1507，CXA1512，CXA2520，CXA2530，CXA2540和CXA3050共计6款COB系列产品。全新的XLamp® CXA系列具有众多优点：装配简单、易于加工操作，通常一个灯具使用一颗COB即可；设计的焊盘使得即使手工焊接也更加方便可靠，无需PCB，避免回流焊加工，降低成本；设计的光源尺寸完全符合Zhaga标准的LES尺寸的定义；针对设计简化和更低系统成本而优化，可提供5,00 - 10,000 lm的光通量，能够满足高流明输出的球泡灯、轨道灯、筒灯、射灯、户外照明和高天棚灯等各应用领域的要求。本文主要阐述了在制造过程中，应当如何正确处理XLamp® CXA系列LED及含有这些LED的器件。

一、XLamp® CXA系列LED处理的注意事项

为了保证正确LED使用，科锐建议在处理XLamp® CXA系列LED或含有XLamp® CXA系列LED的器件时始终遵循以下要求：
1.    避免在LED上施加机械应力。
2.    切勿用手指或尖锐物体接触光学表面，即在实际操作加工中，用手持XLamp® CXA系列LED时，手指不要触摸透镜更不要按压透镜。如使用镊子处理XLamp® CXA系列LED时，镊子不要接触透镜。以免弄脏或损坏LED表面，进而影响LED的光学性能。
3.    科锐建议在处理XLamp® CXA系列LED时始终采取适当的防静电接地措施。
4.    科锐建议在处理XLamp® CXA系列LED时戴上无粉乳胶手套。

二、XLamp® CXA系列LED的固定方式

为确保XLamp® CXA系列LED的有效热管理，科锐建议将XLamp® CXA系列LED安装在大小合适的散热器上，散热器的具体尺寸取决于驱动电压、电流和工作环境。最常用的安装方法，在XLamp® CXA系列LED和散热器之间插入一个由导热环氧树脂或热脂等热接口材料（Thermal Interface Material，TIM）构成的衬垫。为获得最佳的散热效果，TIM 厚度应保持最小，同时确保不存在任何空洞。对于CXA15xx、CXA25xx 和CXA3050 LED，应使用具有反射作用的TIM或其他衬垫；如果使用颜色较深的TIM，光输出和光效可能会稍微降低。导热接口材料代表性的供应商包括3M、GrafTech、Laird、Lord 及其他供应商。

CXA15和CXA25、CXA30系列采用的是铝基板封装，可以采用环氧树脂或者LED连接器将LED固定在散热器上。许多制造企业已经开发或正在开发连接器，以简化XLamp® CXA系列LED的机械和电气安装。例如，Molex (180560, 180720, 180220) 和TE Connectivity (5-2154874-2, 5-2154874-3)，IDEAL (50-2001CR, 50-2102CR, 50-2234C)，美可达光学 (ZJ017, ZJ018, ZJ037)等，已经开发出适用于XLamp® CXA系列LED的连接器。有关更多信息，可联系连接器制造商。导热硅脂或者导热膏能起到很好的热传导，导热硅脂或者导热膏根据导热系数的不同，成本有差异，固化时间较长，而且LED定位把握不好，一旦固定后很难替换。专用设计的连接器易于组装，可以实现电学连结，重复性较好，且可以随时替换LED，但是对于不同的应用和设计要求，会出现现有的连接器不完全与设计匹配，因此这两种方式各有优势和不足。在选择的时候要综合考虑成本、实用性和与设计匹配等需求来确定。

CXA2011 LED可以通过对角两个螺孔或者使用连接器予以固定。在使用螺孔固定CXA2011 LED时，科锐建议使用4号(/40) 或M2.5规格的螺丝。扭矩过大可能会导致LED阵列损坏。适当的螺丝扭矩取决于多个因素，包括热接口材料的厚度、尺寸和类型，以及这些材料和散热器的平面度。安装螺丝可承受的安全扭矩量约为45牛顿•厘米。

三、表面温度(TC) 测量点

XLamp® CXA系列LED表面温度(TC) 可以在指定的表面温度测量点测得，该测量点位于紧邻焊盘阳极或正极(+) 的位置。此测量点如下图所示。科锐建议使用导电性环氧树脂来安装热电偶。

四、XLamp® CXA系列LED焊接说明

XLamp® CXA系列LED适合采用打线焊接。科锐建议使用烙铁头大小为1.8 mm 的可控温烙铁进行焊接。由于散热器系统、LED、焊料和焊枪变化极多，因此科锐不提供具体的焊接建议。焊接后应当使XLamp® CXA系列LED冷却至室温，再进行后续处理。过早处理器件可能会导致焊点损坏。科锐建议不要将XLamp® CXA系列LED暴露于温度高于350℃的环境中。将线接头直接焊接到XLamp® CXA系列LED时，请遵循以下操作实践。

1. 对XLamp® CXA系列LED的接触垫片进行锡焊，并将焊料均匀涂抹在接触垫片上。
2. 在导线上涂抹适当的焊锡，然后将其焊接到XLamp® CXA系列LED上。
3. 确保焊接到XLamp® CXA系列LED的导线具有足够的应变消除能力，以避免拉起LED上的焊盘。
科锐建议使用“免清洗型”焊膏焊接XLamp® CXA系列LED，这样，在回流焊后就不需要清洁PCB。科锐建议使用下列焊膏成分：SnAgCu（锡/银/铜）和SnAg（锡/银）。

五、化学兼容性

根据科锐的《化学兼容性应用说明》中介绍的具体特性，科锐发现某些化学品通常会对XLamp® CXA系列LED造成损坏。对含有XLamp® CXA系列的LED系统，科锐建议不要在其中任何地方使用这些化学品。即使化学品量很少，其所释放出的气体也有可能导致LED损坏。以下是可用于及避免用于LED生产过程的代表性化学品和材料清单。

有关建议使用的化学品、保形涂料以及有害化学品的最新完整列表，请参阅科锐的《化学兼容性应用说明》及相关视频。此外，您还可咨询当地科锐的现场应用工程师。

六、结语

本文重点阐述了XLamp® CXA系列LED在使用过程中的关于处理、固定、焊接和化学品使用的注意事项，希望帮助照明设计和应用，更加详尽的信息可在科锐网站的相关焊接、化学兼容性应用等文档中找到。

科锐将参加6月9-12日2013广州国际照明展，科锐展台位于琶洲展览馆A区4.1馆B02展位，更多的技术支持和服务欢迎与科锐的团队详细探讨。