LEDвідомий як джерело освітлення четвертого покоління або джерело зеленого світла. Він має характеристики енергозбереження, захисту навколишнього середовища, тривалого терміну служби та невеликого обсягу. Він широко використовується в різних сферах, таких як індикація, дисплей, декорування, підсвічування, загальне освітлення та міська нічна сцена. Відповідно до різних функцій його можна розділити на п’ять категорій: інформаційний дисплей, сигнальна лампа, лампи автомобіля, підсвічування РК-дисплея та загальне освітлення.

звичайнийсвітлодіодні лампимають такі недоліки, як недостатня яскравість, що призводить до недостатнього проникнення. Лампа Power LED має переваги достатньої яскравості та тривалого терміну служби, але Power LED має технічні труднощі, такі як упаковка. Нижче наведено короткий аналіз факторів, що впливають на ефективність відведення світла упаковкою потужних світлодіодів.

Фактори упаковки, що впливають на ефективність відведення світла

1. Технологія тепловідведення

Для світловипромінювального діода, що складається з PN-переходу, коли прямий струм витікає з PN-переходу, PN-перехід має втрату тепла. Це тепло випромінюється в повітря через клей, заливний матеріал, радіатор тощо. У цьому процесі кожна частина матеріалу має тепловий опір, щоб запобігти потоку тепла, тобто термічний опір. Термічний опір є фіксованою величиною, яка визначається розміром, структурою та матеріалом пристрою.

Нехай тепловий опір світлодіода буде rth (℃ / Вт), а потужність розсіювання тепла буде PD (Вт). У цей час температура PN-переходу, викликана тепловими втратами струму, підвищується до:

T(℃)=Rth&TIрази; PD

Температура PN переходу:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Де TA – температура навколишнього середовища. Підвищення температури переходу зменшить ймовірність рекомбінації світловипромінювання PN-переходу, а яскравість світлодіода зменшиться. У той же час, через підвищення температури, викликане втратою тепла, яскравість світлодіода більше не буде збільшуватися пропорційно струму, тобто він демонструє теплове насичення. Крім того, зі збільшенням температури переходу пікова довжина хвилі люмінесценції також буде зміщуватися в напрямку довгої хвилі, приблизно 0,2-0,3 нм / ℃. Для білого світлодіода, отриманого шляхом змішування люмінофору YAG, покритого блакитним чіпом, дрейф довжини хвилі синього випромінювання спричинить невідповідність довжині хвилі збудження люмінофора, що призведе до зниження загальної світлової ефективності білого світлодіода та зміни колірної температури білого світла.

Для потужних світлодіодів, рушійний струм, як правило, перевищує сотні Ма, а щільність струму PN-переходу дуже велика, тому підвищення температури PN-переходу є дуже очевидним. Для упаковки та застосування, як зменшити термічний опір продукту та якнайшвидше розсіяти тепло, що виділяється PN-переходом, можна не лише покращити струм насичення продукту та покращити світлову ефективність продукту, але й покращити надійність і термін служби виробу. Щоб зменшити термічний опір продуктів, по-перше, вибір пакувальних матеріалів є особливо важливим, включаючи тепловідвід, клей тощо. Термічний опір кожного матеріалу повинен бути низьким, тобто він повинен мати хорошу теплопровідність . По-друге, структурна конструкція має бути розумною, теплопровідність між матеріалами має бути постійно узгоджена, а теплопровідність між матеріалами має бути добре зв’язана, щоб уникнути вузького місця розсіювання тепла в каналі теплопровідності та забезпечити розсіювання тепла від внутрішнього до зовнішнього шару. При цьому необхідно забезпечити своєчасний відвід тепла відповідно до заздалегідь спроектованого каналу відведення тепла.

2. Підбір наповнювача

Відповідно до закону заломлення світла, коли світло падає з легкого щільного середовища на легке розріджене середовище, коли кут падіння досягає певного значення, тобто більше або дорівнює критичному куту, відбудеться повне випромінювання. Для синього чіпа GaN показник заломлення матеріалу GaN становить 2,3. Коли світло випромінюється зсередини кристала в повітря, відповідно до закону заломлення критичний кут θ 0=sin-1(n2/n1)。

Де N2 дорівнює 1, тобто показник заломлення повітря, а N1 є показником заломлення Ган, з якого розраховується критичний кут θ 0 становить приблизно 25,8 градусів. У цьому випадку єдине світло, яке може випромінюватися, — це світло в межах просторового тілесного кута з кутом падіння ≤ 25,8 градусів. Повідомляється, що зовнішня квантова ефективність чіпа Gan становить близько 30% – 40%. Тому через внутрішнє поглинання чіп-кристала частка світла, яке може випромінюватися поза кристалом, дуже мала. Повідомляється, що зовнішня квантова ефективність чіпа Gan становить близько 30% – 40%. Подібним чином, світло, яке випромінює чіп, має передаватися в простір через пакувальний матеріал, а також слід враховувати вплив матеріалу на ефективність відведення світла.

Тому, щоб підвищити ефективність вилучення світла упаковки світлодіодних продуктів, значення N2 має бути збільшено, тобто показник заломлення пакувального матеріалу має бути збільшений, щоб покращити критичний кут продукту, щоб покращити упаковку. світловіддачу виробу. При цьому світлопоглинання пакувальних матеріалів повинно бути невеликим. Щоб збільшити пропорцію вихідного світла, форма упаковки переважно має дугоподібну або напівсферичну форму, щоб, коли світло випромінюється від пакувального матеріалу в повітря, воно було майже перпендикулярним поверхні розділу, тому немає повного відбиття.

3. Опрацювання рефлексії

Існує два основних аспекти обробки відображення: один — це обробка відбиття всередині чіпа, а інший — відбиття світла пакувальними матеріалами. Завдяки обробці внутрішнього та зовнішнього відбиття можна покращити коефіцієнт світлового потоку, що випромінює чіп, зменшити внутрішнє поглинання чіпа та покращити світлову ефективність потужних світлодіодних виробів. З точки зору упаковки, світлодіод живлення зазвичай збирає мікросхему живлення на металевій опорі або підкладці з відбиваючою порожниною. Відбиваюча порожнина опорного типу зазвичай використовує гальванічне покриття для покращення ефекту відбиття, тоді як відбиваюча порожнина базової пластини зазвичай полірує. Якщо можливо, буде проведена обробка гальванічним покриттям, але на два вищезазначені методи обробки впливають точність форми та процес. Оброблена відбивна порожнина має певний ефект відбиття, але він не ідеальний. В даний час через недостатню точність полірування або окислення металевого покриття ефект відбиття відбиваючої порожнини типу підкладки, виготовленої в Китаї, поганий, що призводить до того, що після зйомки в зону відбиття багато світла поглинається і не може відбиватися на світловипромінювальна поверхня відповідно до очікуваної мети, що призводить до низької ефективності відведення світла після остаточного пакування.

4. Вибір і покриття люмінофором

Для білих потужних світлодіодів покращення світлової ефективності також пов’язане з вибором люмінофора та технологічною обробкою. Щоб підвищити ефективність збудження люмінофора блакитної мікросхеми, по-перше, вибір люмінофора має бути відповідним, включаючи довжину хвилі збудження, розмір частинок, ефективність збудження тощо, які необхідно всебічно оцінити та враховувати всі характеристики. По-друге, покриття люмінофора має бути рівномірним, бажано, щоб товщина клейового шару на кожній світловипромінюючій поверхні світловипромінювального чіпа була рівномірною, щоб не перешкоджати локальному випромінюванню світла через нерівномірну товщину, але також покращити якість світлового плями.

огляд:

Хороша конструкція розсіювання тепла відіграє важливу роль у покращенні світлової ефективності потужних світлодіодних виробів, а також є передумовою для забезпечення терміну служби та надійності продуктів. Добре продуманий вихідний канал світла тут зосереджений на структурному проектуванні, виборі матеріалу та технологічній обробці порожнини відбиття та клею для заповнення, що може ефективно покращити ефективність відведення світла потужними світлодіодами. Для владибілий світлодіод, вибір люмінофора та дизайн процесу також дуже важливі для покращення спотової та світлової ефективності.