LED, ook bekend als de vierde generatie verlichtingsbron of groene lichtbron, heeft de kenmerken van energiebesparing, milieubescherming, lange levensduur en kleine afmetingen. Het wordt veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals indicatie, weergave, decoratie, achtergrondverlichting, algemene verlichting en nachtelijke scènes in de stad. Volgens verschillende gebruiksfuncties kan het worden onderverdeeld in vijf categorieën: informatieweergave, signaallichten, autoverlichtingsarmaturen, achtergrondverlichting van het LCD-scherm en algemene verlichting.
Conventionele LED-lampen hebben tekortkomingen zoals onvoldoende helderheid, wat leidt tot onvoldoende populariteit. Power-type LED-lampen hebben voordelen zoals een hoge helderheid en een lange levensduur, maar ze hebben technische problemen zoals de verpakking. Hieronder vindt u een korte analyse van de factoren die van invloed zijn op de lichtopbrengstefficiëntie van LED-verpakkingen van het powertype.

1. Warmteafvoertechnologie
Voor lichtemitterende diodes die zijn samengesteld uit PN-overgangen, ondervindt de PN-overgang warmteverlies wanneer de voorwaartse stroom door de PN-overgang vloeit. Deze warmte wordt in de lucht uitgestraald via lijm, inkapselingsmaterialen, koellichamen, enz. Tijdens dit proces heeft elk deel van het materiaal een thermische impedantie die de warmtestroom verhindert, ook wel thermische weerstand genoemd. Thermische weerstand is een vaste waarde die wordt bepaald door de grootte, structuur en materialen van het apparaat.
Ervan uitgaande dat de thermische weerstand van de lichtgevende diode Rth (℃/W) is en het warmtedissipatievermogen PD (W) is, is de temperatuurstijging van de PN-overgang veroorzaakt door het warmteverlies van de stroom:
T (℃)=Rth&TIJDen; PD
De PN-junctietemperatuur is:
TJ=TA+Rth&TIJDen; PD
Onder hen is TA de omgevingstemperatuur. Als gevolg van de toename van de junctietemperatuur neemt de waarschijnlijkheid van luminescentierecombinatie van de PN-junctie af, wat resulteert in een afname van de helderheid van de lichtemitterende diode. Ondertussen zal, als gevolg van de temperatuurstijging veroorzaakt door warmteverlies, de helderheid van de lichtgevende diode niet langer proportioneel blijven toenemen met de stroom, wat wijst op een fenomeen van thermische verzadiging. Bovendien zal, naarmate de junctietemperatuur toeneemt, de piekgolflengte van het uitgezonden licht ook verschuiven naar langere golflengten, ongeveer 0,2-0,3 nm/℃. Voor witte LED's verkregen door het mengen van YAG-fluorescerend poeder bedekt met blauwlichtchips, zal de drift van de golflengte van blauw licht een mismatch veroorzaken met de excitatiegolflengte van het fluorescerende poeder, waardoor de algehele lichtefficiëntie van witte LED's wordt verminderd en veranderingen in de kleur van wit licht worden veroorzaakt. temperatuur.
Voor lichtgevende vermogensdiodes bedraagt ​​de stuurstroom doorgaans enkele honderden milliampère of meer, en is de stroomdichtheid van de PN-overgang zeer hoog, zodat de temperatuurstijging van de PN-overgang zeer aanzienlijk is. Voor verpakkingen en toepassingen: hoe de thermische weerstand van het product kan worden verminderd, zodat de door de PN-overgang gegenereerde warmte zo snel mogelijk kan worden afgevoerd, kan niet alleen de verzadigingsstroom en lichtefficiëntie van het product verbeteren, maar ook de betrouwbaarheid en levensduur van het product. Om de thermische weerstand van het product te verminderen, is de selectie van verpakkingsmaterialen bijzonder belangrijk, waaronder koellichamen, lijmen, enz. De thermische weerstand van elk materiaal moet laag zijn, wat een goede thermische geleidbaarheid vereist. Ten tweede moet het structurele ontwerp redelijk zijn, met een continue afstemming van de thermische geleidbaarheid tussen materialen en goede thermische verbindingen tussen materialen om knelpunten in de warmtedissipatie in de thermische kanalen te voorkomen en warmtedissipatie van de binnenste naar de buitenste lagen te garanderen. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om er tijdens het proces voor te zorgen dat warmte tijdig wordt afgevoerd volgens de vooraf ontworpen warmteafvoerkanalen.

2. Keuze van vullijm
Volgens de wet van breking vindt, wanneer licht invalt van een dicht medium naar een dun medium, volledige emissie plaats wanneer de invalshoek een bepaalde waarde bereikt, dat wil zeggen groter dan of gelijk aan de kritische hoek. Voor GaN-blue chips is de brekingsindex van GaN-materiaal 2,3. Wanneer licht vanuit de binnenkant van het kristal naar de lucht wordt uitgezonden, is volgens de brekingswet de kritische hoek θ 0=sin-1 (n2/n1).
Onder hen is n2 gelijk aan 1, wat de brekingsindex van lucht is, en n1 is de brekingsindex van GaN. Daarom wordt berekend dat de kritische hoek θ0 ongeveer 25,8 graden bedraagt. In dit geval is het enige licht dat kan worden uitgezonden licht binnen de ruimtelijke ruimtehoek van ≤ 25,8 graden. Volgens rapporten ligt de externe kwantumefficiëntie van GaN-chips momenteel rond de 30% -40%. Daarom is, vanwege de interne absorptie van het chipkristal, het deel van het licht dat buiten het kristal kan worden uitgezonden zeer klein. Volgens rapporten ligt de externe kwantumefficiëntie van GaN-chips momenteel rond de 30% -40%. Op dezelfde manier moet het door de chip uitgezonden licht door het verpakkingsmateriaal gaan en naar de ruimte worden overgebracht, en moet ook rekening worden gehouden met de impact van het materiaal op de efficiëntie van het oogsten van licht.
Om de lichtopbrengst van LED-productverpakkingen te verbeteren, is het daarom noodzakelijk om de waarde van n2 te verhogen, dat wil zeggen om de brekingsindex van het verpakkingsmateriaal te vergroten, om de kritische hoek van het product te vergroten en dus verbeter de verpakkingslichtefficiëntie van het product. Tegelijkertijd moet het inkapselingsmateriaal minder licht absorberen. Om het aandeel uitgestraald licht te vergroten, kan de verpakking het beste een gebogen of halfronde vorm hebben. Op deze manier staat het licht, wanneer het door het verpakkingsmateriaal in de lucht wordt uitgestraald, bijna loodrecht op het grensvlak en ondergaat het niet langer totale reflectie.

3. Reflectieverwerking
Er zijn twee hoofdaspecten van reflectiebehandeling: de ene is de reflectiebehandeling in de chip en de andere is de reflectie van licht door het verpakkingsmateriaal. Door zowel interne als externe reflectiebehandeling wordt het aandeel licht dat door de chip wordt uitgestraald vergroot, wordt de absorptie in de chip verminderd en wordt de lichtefficiëntie van power LED-producten verbeterd. Wat de verpakking betreft, monteren power-type-LED's gewoonlijk power-type-chips op metalen beugels of substraten met reflecterende holtes. De reflecterende holte van het beugeltype is gewoonlijk geplateerd om het reflectie-effect te verbeteren, terwijl de reflecterende holte van het substraattype gewoonlijk gepolijst is en een galvanische behandeling kan ondergaan als de omstandigheden dit toelaten. De bovengenoemde twee behandelingsmethoden worden echter beïnvloed door de nauwkeurigheid en het proces van de mal, en de verwerkte reflecterende holte heeft een bepaald reflectie-effect, maar dit is niet ideaal. Momenteel is het reflectie-effect bij de productie van reflecterende holtes van het substraattype in China, als gevolg van onvoldoende polijstnauwkeurigheid of oxidatie van metaalcoatings, slecht. Dit resulteert erin dat er veel licht wordt geabsorbeerd na het bereiken van het reflectiegebied, dat niet zoals verwacht kan worden gereflecteerd naar het lichtuitstralende oppervlak, wat leidt tot een lage efficiëntie van het oogsten van licht na de uiteindelijke verpakking.

4. Selectie en coating van fluorescerend poeder
Voor white power LED's houdt de verbetering van de lichtefficiëntie ook verband met de keuze van fluorescerend poeder en de procesbehandeling. Om de efficiëntie van de excitatie van fluorescerend poeder van blue chips te verbeteren, moet de selectie van fluorescerend poeder geschikt zijn, inclusief excitatiegolflengte, deeltjesgrootte, excitatie-efficiëntie, enz., En er moet een uitgebreide beoordeling worden uitgevoerd om verschillende prestatiefactoren in overweging te nemen. Ten tweede moet de coating van fluorescerend poeder uniform zijn, bij voorkeur met een uniforme dikte van de lijmlaag op elk lichtuitstralend oppervlak van de chip, om ongelijkmatige dikte te voorkomen die ertoe kan leiden dat lokaal licht niet kan worden uitgestraald, en ook om de kwaliteit van het licht te verbeteren. kwaliteit van de lichtvlek.

Overzicht:
Een goed ontwerp voor warmteafvoer speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de lichtefficiëntie van power-LED-producten, en is ook een voorwaarde voor het garanderen van de levensduur en betrouwbaarheid van het product. Een goed ontworpen lichtuitvoerkanaal, met de nadruk op het structurele ontwerp, de materiaalkeuze en de procesbehandeling van reflecterende holtes, vulkleefstoffen, enz., kan de lichtopbrengstefficiëntie van power-type LED's effectief verbeteren. Voor witte LED's van het vermogenstype zijn de selectie van fluorescerend poeder en het procesontwerp ook cruciaal voor het verbeteren van de spotgrootte en de lichtefficiëntie.