LEDer kendt som fjerde generations lyskilde eller grøn lyskilde. Det har egenskaberne energibesparelse, miljøbeskyttelse, lang levetid og lille volumen. Det er meget udbredt inden for forskellige områder såsom indikation, visning, dekoration, baggrundsbelysning, generel belysning og urban nattescene. I henhold til forskellige funktioner kan den opdeles i fem kategorier: informationsdisplay, signallampe, køretøjslygter, LCD-baggrundsbelysning og generel belysning.

KonventionelLED lamperhar mangler såsom utilstrækkelig lysstyrke, hvilket fører til utilstrækkelig penetration. Power LED-lampe har fordelene ved tilstrækkelig lysstyrke og lang levetid, men power LED har tekniske vanskeligheder såsom emballage. Her er en kort analyse af de faktorer, der påvirker lysudsugningseffektiviteten af ​​power LED-emballage.

Emballagefaktorer, der påvirker lysudsugningseffektiviteten

1. Varmeafledningsteknologi

For den lysemitterende diode, der er sammensat af PN-overgangen, har PN-forbindelsen varmetab, når den fremadgående strøm løber ud af PN-forbindelsen. Denne varme udstråles til luften gennem klæbemiddel, pottemateriale, køleplade osv. I denne proces har hver del af materialet en termisk impedans for at forhindre varmestrømning, det vil sige termisk modstand. Den termiske modstand er en fast værdi, der bestemmes af enhedens størrelse, struktur og materiale.

Lad den termiske modstand af LED'en være rth (℃ / W), og den termiske dissipationseffekt være PD (W). På dette tidspunkt stiger PN-forbindelsestemperaturen forårsaget af det termiske tab af strømmen til:

T(℃)=Rth&TImes; PD

PN junction temperatur:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Hvor TA er den omgivende temperatur. Stigningen af ​​overgangstemperaturen vil reducere sandsynligheden for PN-junction lys-emitterende rekombination, og lysstyrken af ​​LED vil falde. På samme tid, på grund af stigningen i temperaturstigningen forårsaget af varmetab, vil lysstyrken af ​​LED ikke længere stige proportionalt med strømmen, det vil sige, at den viser termisk mætning. Derudover vil topbølgelængden af ​​luminescens med stigningen i overgangstemperaturen også glide til den lange bølgeretning, omkring 0,2-0,3nm / ℃. For den hvide LED opnået ved at blande YAG-phosphor belagt med blå chip, vil afdriften af ​​blå bølgelængde forårsage uoverensstemmelse med excitationsbølgelængden af ​​fosfor, for at reducere den samlede lyseffektivitet af hvid LED og ændre farvetemperaturen for hvidt lys.

For strøm-LED er drivstrømmen generelt mere end hundredvis af Ma, og strømtætheden af ​​PN-krydset er meget stor, så temperaturstigningen af ​​PN-krydset er meget tydeligt. Til emballering og anvendelse, hvordan man reducerer produktets termiske modstand og får den varme, der genereres af PN-forbindelsen til at spredes så hurtigt som muligt, kan ikke kun forbedre produktets mætningsstrøm og forbedre produktets lyseffektivitet, men også forbedre produktets pålidelighed og levetid. For at reducere produkternes termiske modstand er for det første valget af emballagematerialer særligt vigtigt, herunder køleplade, klæbemiddel osv. Den termiske modstand af hvert materiale skal være lav, det vil sige, at det er nødvendigt at have god varmeledningsevne . For det andet skal det strukturelle design være rimeligt, den termiske ledningsevne mellem materialer skal kontinuerligt matches, og den termiske ledningsevne mellem materialer skal være godt forbundet for at undgå varmeafledningsflaskehalsen i varmeledningskanalen og sikre varmeafledning fra indre til det ydre lag. Samtidig er det nødvendigt at sikre, at varmen afgives i tide i henhold til den foruddesignede varmeafledningskanal.

2. Valg af spartelmasse

Ifølge brydningsloven, når lys indfalder fra lys tæt medium til lys sparsomt medium, når indfaldsvinklen når en vis værdi, det vil sige større end eller lig med den kritiske vinkel, vil fuld emission forekomme. For GaN blue chip er brydningsindekset for GaN-materiale 2,3. Når lys udsendes fra indersiden af ​​krystallen til luften, ifølge brydningsloven, er den kritiske vinkel θ 0=sin-1(n2/n1).

Hvor N2 er lig med 1, det vil sige luftens brydningsindeks, og N1 er brydningsindekset for Gan, hvorfra den kritiske vinkel beregnes θ 0 er omkring 25,8 grader. I dette tilfælde er det eneste lys, der kan udsendes, lyset inden for den rumlige rumvinkel med indfaldsvinklen ≤ 25,8 grader. Det rapporteres, at Gan-chippens eksterne kvanteeffektivitet er omkring 30% - 40%. På grund af den indre absorption af chipkrystallen er andelen af ​​lys, der kan udsendes uden for krystallen, derfor meget lille. Det rapporteres, at Gan-chippens eksterne kvanteeffektivitet er omkring 30% - 40%. På samme måde bør lyset, der udsendes af chippen, transmitteres til rummet gennem emballagematerialet, og materialets indflydelse på lysudvindingseffektiviteten bør også tages i betragtning.

Derfor, for at forbedre lysudvindingseffektiviteten af ​​LED-produktemballage, skal værdien af ​​N2 øges, det vil sige, at brydningsindekset for emballagemateriale skal øges for at forbedre produktets kritiske vinkel for at forbedre emballagen produktets lyseffektivitet. Samtidig skal lysabsorptionen af ​​emballagematerialer være lille. For at forbedre andelen af ​​udgående lys er emballageformen fortrinsvis buet eller halvkugleformet, således at når lyset udsendes fra emballagematerialet til luften, er det næsten vinkelret på grænsefladen, så der ikke er nogen total refleksion.

3. Refleksionsbehandling

Der er to hovedaspekter af reflektionsbehandling: den ene er reflektionsbehandlingen inde i chippen, og den anden er refleksionen af ​​lys fra emballagematerialer. Gennem den interne og eksterne reflektionsbehandling kan lysfluxforholdet, der udsendes fra chippen, forbedres, den interne absorption af chippen kan reduceres, og lyseffektiviteten af ​​power LED-produkter kan forbedres. Med hensyn til emballage samler strøm-LED'en normalt strømchippen på metalunderstøtningen eller -substratet med reflektionshulrum. Refleksionskaviteten af ​​støttetypen anvender generelt galvanisering for at forbedre reflektionseffekten, mens grundpladens reflektionshulrum generelt anvender polering. Hvis det er muligt, vil der blive udført galvaniseringsbehandling, men de to ovennævnte behandlingsmetoder påvirkes af støbeformens nøjagtighed og proces. Det behandlede reflektionshulrum har en vis reflektionseffekt, men det er ikke ideelt. På nuværende tidspunkt, på grund af utilstrækkelig poleringsnøjagtighed eller oxidation af metalbelægning, er reflektionseffekten af ​​reflektionshulrum af substrattype lavet i Kina dårlig, hvilket fører til, at meget lys absorberes efter optagelse i reflektionsområdet og ikke kan reflekteres til lysemitterende overflade i overensstemmelse med det forventede mål, hvilket resulterer i lav lysudvindingseffektivitet efter endelig emballering.

4. Fosforvalg og belægning

For hvid power LED er forbedringen af ​​lyseffektiviteten også relateret til valget af fosfor og procesbehandling. For at forbedre effektiviteten af ​​phosphor-excitation af blue chip bør valget af phosphor være passende, herunder excitationsbølgelængde, partikelstørrelse, excitationseffektivitet osv., som skal evalueres grundigt og tage højde for al ydeevne. For det andet skal belægningen af ​​phosphor være ensartet, helst skal tykkelsen af ​​klæbemiddellaget på hver lysemitterende overflade af den lysemitterende chip være ensartet, for ikke at forhindre lokalt lys i at blive udsendt på grund af ujævn tykkelse, men også forbedre kvaliteten af ​​lyspletten.

oversigt:

Godt varmeafledningsdesign spiller en væsentlig rolle i at forbedre lyseffektiviteten af ​​power LED-produkter, og det er også forudsætningen for at sikre produkternes levetid og pålidelighed. Den veldesignede lysudløbskanal fokuserer her på det strukturelle design, materialevalg og procesbehandling af reflektionshulrum og fyldningslim, som effektivt kan forbedre lysudsugningseffektiviteten af ​​power LED. For magthvid LED, valget af fosfor og procesdesign er også meget vigtigt for at forbedre spot- og lyseffektiviteten.