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LED封装的取光功率剖析
来源:http://www.bjtbztfsfgs.com 责任编辑:尊龙用现金娱乐一下 更新日期:2018-09-06 17:03

  LED封装的取光功率剖析

   惯例LED一般是支架式,选用环氧树脂封装,功率较小,全体发光光通量不大,亮度高的也只能作为一些特别照明运用。跟着LED芯片技能和封装技能的开展,适应照明范畴对高光通量LED产品的需求,功率型LED逐渐走入商场。这种功率型的LED一般是将发光芯片放在散热热沉上,上面安装光学透镜以到达必定光学空间散布,透镜内部填充低应力柔性硅胶。

   功率型LED要真实进入照明范畴,完成家庭日常照明,其要处理的问题还有许多,50平时髦小户型 LED营建梦境之家。其间最重要的就是发光功率。现在商场上功率型LED报道的最高流明功率在50lm/W左右,还远达不到家庭日常照明的要求。为了进步功率型LED发光功率,一方面其发光芯片的功率有待进步;另一方面,功率型LED的封装技能也需进一步进步,从结构规划、资料技能及工艺技能等多方面下手,进步产品的封装取光功率。

   一、影响取光功率的封装要素

   1.散热技能

   关于由PN结组成的发光二极管,当正向电流从PN结流过期,PN结有发热损耗,这些热量经由粘结胶、灌封资料、热沉等,辐射到空气中,在这个过程中每一部分资料都有阻挠暖流的热阻抗,也就是热阻,热阻是由器材的尺度、结构及资料所决议的固定值。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W),热耗散功率为PD(W),此刻因为电流的热损耗而引起的PN结温度上升为:

  T(℃)=Rth×PD

  PN结结温为:

  TJ=TA+Rth×PD

   其间TA为环境温度。因为结温的上升会使PN结发光复合的几率下降,发光二极管的亮度就会下降。一起,因为热损耗引起的温升增高,发光二极管亮度将不再持续跟着电流成份额进步,即显示出热饱满现象。别的,跟着结温的上升,发光的峰值波长也将向长波方向漂移,约0.2-0.3nm/℃,这关于经过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说,蓝光波长的漂移,会引起与荧光粉激起波长的失配,然后下降白光LED的全体发光功率,www.918.com,并导致白光色温的改动。

   关于功率发光二极管来说,驱动电流一般都为几百毫安以上,PN结的电流密度十分大,所以PN结的温升十分明显。关于封装和使用来说,怎么下降产品的热阻,使PN结发作的热量能赶快的宣布出去,不仅可进步产品的饱满电流,进步产品的发光功率,一起也进步了产品的可靠性和寿数。为了下降产品的热阻,首要封装资料的挑选显得尤为重要,包含热沉、粘结胶等,各资料的热阻要低,即要求导热功能杰出。其次结构规划要合理,各资料间的导热功能接连匹配,资料之间的导热衔接杰出,防止在导热通道中发作散热瓶颈,保证热量从内到外层层宣布。一起,要从工艺上保证,热量依照预先规划的散热通道及时的宣布出去。

   2.填充胶的挑选

   依据折射规律,光线从光密介质入射到光疏介质时,当入射角到达必定值,即大于等于临界角时,会发作全发射。以GaN蓝色芯片来说,GaN资料的折射率是2.3,当光线从晶体内部射向空气时,依据折射规律,临界角θ0=sin-1(n2/n1)。

   其间n2等于1,即空气的折射率,n1是GaN的折射率,由此核算得到临界角θ0约为25.8度。在这种情况下,能射出的光只要入射角≤25.8度这个空间立体角内的光。据报道,现在GaN芯片的外量子功率在30%-40%左右,因此,因为芯片晶体的内部吸收,能射出到晶体外面光线的份额很少。据报道,现在GaN芯片的外量子功率在30%-40%左右。相同,芯片宣布的光要透过封装资料,传送到空间,也要考虑资料对取光功率的影响。

   所以,为了进步LED产品封装的取光功率,有必要进步n2的值,即进步封装资料的折射率,以进步产品的临界角,然后进步产品的封装发光功率。一起,封装资料对光线的吸收要小。为了进步出射光的份额,封装的外形最好是拱形或半球形,这样,光线从封装资料射向空气时,几乎是笔直射到界面,因此不再发作全反射。

   3.反射处理

   反射处理主要有两方面,一是芯片内部的反射处理,二是封装资料对光的反射,经过内、外两方面的反射处理,来进步从芯片内部射出的光通份额,削减芯片内部吸收,进步功率LED制品的发光功率。从封装来说,功率型LED通常是将功率型芯片安装在带反射腔的金属支架或基板上,支架式的反射腔一般是采纳电镀方法进步反射效果,而基板式的反射腔一般是选用抛光方法,有条件的还会进行电镀处理,但以上两种处理方法受模具精度及工艺影响,处理后的反射腔有必定的反射效果,但并不抱负。现在国内制造基板式的反射腔,因为抛光精度缺乏或金属镀层的氧化,反射效果较差,这样导致许多光线在射到反射区后被吸收,无法按预期的方针反射至出光面,然后导致终究封装后的取光功率偏低。

   4.荧光粉挑选与涂覆

   关于白色功率型LED来说,发光功率的进步还与荧光粉的挑选和工艺处理有关。为了进步荧光粉激起蓝色芯片的功率,首要荧光粉的挑选要适宜,包含激起波长、颗粒度巨细、激起功率等,需全面查核,统筹各个功能。其次,荧光粉的涂覆要均匀,最好是相对发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀,避免因厚度不均形成部分光线无法射出,一起也可改进光斑的质量。

   二、定论

   杰出的散热规划对进步功率型LED产品发光功率有着明显的效果,一起也是保证产品寿数和可靠性的条件。而规划杰出的出光通道,这儿侧重指反射腔、填充胶等的结构规划、资料挑选和工艺处理,能够有用进步功率型LED的取光功率。对功率型白光LED来说,荧光粉的挑选和工艺规划,对光斑的改进和发光功率的进步也至关重要。

  

   LED封装取光率

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