米乐m6官网
您现在的位置:首页 > 产品展示 > LED封装

白光led具体图文剖析

发布时间:2022-10-13 18:17:22 来源:米乐m6官网

  LED上施加的电功率继续超越1W以上时光束反而会下降,发光功率则相对下降20%~30%,进步LED的输入功率和发光功率有必要战胜的问题有:按捺温升;保证运用寿数;改进发光功率;发光特性平等化。

  添加功率会运用白光LED封装的热阻抗下降至10K/W以下,因而国外从前开发耐高温白光LED,企图以此改进温升问题。因大功率白光LED的发热量比小功率白光LED高数十倍以上,即便白光LED的封装答应高热量,但白光LED芯片的答应温度是必定的。按捺温升的具体办法是下降封装的热阻抗。

  进步白光LED运用寿数的具体办法是改进芯片外形,选用小型芯片。因白光LED的发光频谱中含有波长低于450nm的短波长光线,传统环氧树脂密封资料极易被短波长光线损坏,高功率白光LED的大光量更加快了密封资料的劣化。改用硅质密封资料与陶瓷封装资料,能使白光LED的运用寿数进步一位数。

  改进白光LED的发光功率的具体办法是改进芯片结构与封装结构,到达与低功率白光LED相同的水准,首要原因是电流密度进步2倍以上时,不光不容易从大型芯片取出光线,成果反而会形成发光功率不如低功率白光LED,假如改进芯片的电极结构,理论上就能够处理上述取光问题。

  完成发光特性均匀化的具体办法是改进白光LED的封装办法,一般以为只需改进白光LED的荧光体资料浓度均匀性与荧光体的制造技能就能够战胜上述困扰。

  为了下降热阻抗,国外许多LED厂商将LED芯片设在铜与陶瓷资料制成的散热鳍片外表,如图1所示,用焊接办法将印制电路板上散热用导线连接到运用冷却电扇强制空冷的散热鳍片上。德国OSRAM Opto Semiconductors Gmb 试验成果证明,上述结构的LED芯片到焊接点的热阻抗能够下降9K/W,大约是传统LED的1/6左右。封装后的LED施加2W的电功率时,LED芯片的温度比焊接点高18℃,即便印制电路板的温度上升到500℃,LED芯片的温度也只要700℃左右。热阻抗一旦下降,LED芯片的温度就会遭到印制电路板温度的影响,为此有必要下降LED芯片到焊接点的热阻抗。反过来说,即便白光LED具有按捺热阻抗的结构,假如热量无法从LED封装传导到印制电路板的话,LED温度的上升将使其发光功率下降,因而松下公司开发出了印制电路板与封装一体化技能,该公司将边长为1mm的正方形蓝光LED以覆芯片化办法封装在陶瓷基板上,接着再将陶瓷基板粘贴在铜质印制电路板外表,包括印制电路板在内模块全体的热阻抗大约是15K/W。

  针对白光LED的长命化问题,现在LED厂商采纳的对策是改动密封资料,一起将荧光资料涣散在密封资料内,能够更有效地按捺原料劣化与光线穿透率下降的速度。

  因为环氧树脂吸收波长为400~450nm 的光线%,硅质密封资料则低于1%,环氧树脂亮度折半的时刻不到1万小时,硅质密封资料能够延伸到4万小时左右(如图2所示),简直与照明设备的规划寿数相同,这意味着照明设备在运用期间不需替换白光LED。不过硅质密封资料归于高弹性柔软资料,加工上有必要运用不会刮伤硅质密封资料外表的制造技能,此外制程上硅质密封资料极易附着粉屑,因而未来有必要开发能够改进外表特性的技能。

  尽管硅质密封资料能够保证白光LED有4万小时的运用寿数,但是照明设备业界有不同的观点,首要争辩是传统白炽灯与荧光灯的运用寿数被界说成“亮度降至30%以下”,亮度折半时刻为4万小时的白光LED,若换算成亮度降至30%以下的线万小时。现在有两种延伸组件运用寿数的对策,分别是:

  以上两项对策能够达到亮度降至30%时运用寿数达4万小时的要求。按捺白光LED温升能够选用冷却白光LED封装印制电路板的办法,首要原因是封装树脂在高温状态下,加上强光照耀会快速劣化,按照阿雷纽斯规律,温度下降100℃时寿数会延伸2倍。

  停止运用树脂封装能够完全消除劣化要素,因为白光LED产生的光线在封装树脂内反射,假如运用能够改动芯片旁边面光线跋涉方向的树脂原料反射板,因为反射板会吸收光线,所以光线的取出量会锐减,这也是选用陶瓷系与金属系封装资料的首要原因。LED封装基板无树脂化结构如图3所示。

  有两种办法能够改进白光LED芯片的发光功率:一种是运用面积比小型芯片(1mm2左右)大10倍的大型LED芯片;别的一种是运用多个小型高发光功率LED芯片组合成一个单体模块。尽管大型LED芯片能够获得大光束,不过加大芯片面积会有负面影响,例如芯片内发光层不均匀、发光部位遭到限制、芯片内部产生的光线放射到外部时会严峻衰减等。针对以上问题,通过对白光LED的电极结构的改进,选用覆芯片化封装办法,一起整合芯片外表加上技能,现在现已达到50lm/W的发光功率。大型白光LED的封装办法如图4所示。有关芯片全体的发光层平等性,自从呈现梳子状与网格状P型电极这后,使电极也朝最佳化方向开展。

  有关覆芯片化封装办法,因为发光层靠近封装端极易排放热量,加上发光层的光线发射到外部时无电极遮盖的困扰,所以美国Lumileds公司与日本丰田协作现已正式选用覆芯片化封装办法,芯片外表加工能够避免光线从芯片内部朝芯片外部发射时在界面处产生反射,若在光线取出部位的蓝宝石基板上设置凹凸状结构,芯片外部的取光率能够进步30%左右。通过改进的大型LED芯片封装实体能够使芯片旁边面射出的光线朝封装上方的反射板跋涉,高功率取出芯片内部光线mm左右。大型LED的最终封装办法如图5所示。