LEDtunnetaan neljännen sukupolven valonlähteenä tai vihreänä valonlähteenä. Sillä on energiansäästö, ympäristönsuojelu, pitkä käyttöikä ja pieni tilavuus. Sitä käytetään laajalti eri aloilla, kuten osoittimissa, näytöissä, koristeissa, taustavaloissa, yleisvaloissa ja kaupunkien yömaisemissa. Eri toimintojen mukaan se voidaan jakaa viiteen luokkaan: infonäyttö, merkkivalo, ajoneuvon valot, LCD-taustavalo ja yleisvalaistus.

PerinteinenLED-lamputniissä on puutteita, kuten riittämätön kirkkaus, mikä johtaa riittämättömään tunkeutumiseen. Power LED -lampun etuna on riittävä kirkkaus ja pitkä käyttöikä, mutta Power LEDillä on teknisiä ongelmia, kuten pakkaus. Tässä on lyhyt analyysi teho-LED-pakkausten valonpoistotehokkuuteen vaikuttavista tekijöistä.

Valonpoistotehokkuuteen vaikuttavat pakkaustekijät

1. Lämmönpoistotekniikka

PN-liitoksesta koostuvan valodiodin kohdalla, kun eteenpäin virtaa ulos PN-liitoksesta, PN-liitoksella on lämpöhäviö. Tätä lämpöä säteilee ilmaan liiman, valumateriaalin, jäähdytyslevyn jne. kautta. Tässä prosessissa jokaisella materiaalin osalla on lämpöimpedanssi, joka estää lämmön virtauksen, eli lämpövastus. Lämpövastus on kiinteä arvo, joka määräytyy laitteen koon, rakenteen ja materiaalin mukaan.

Olkoon LEDin lämpöresistanssi rth (℃ / W) ja lämpöhäviöteho PD (W). Tällä hetkellä virran lämpöhäviön aiheuttama PN-liitoksen lämpötila nousee:

T(℃)=Rth&TIMEs; PD

PN-liitoksen lämpötila:

TJ=TA+Rth&TIMEs; PD

Missä TA on ympäristön lämpötila. Liitoksen lämpötilan nousu vähentää PN-liitoksen valoa emittoivan rekombinaation todennäköisyyttä ja LEDin kirkkaus vähenee. Samanaikaisesti lämpöhäviön aiheuttaman lämpötilan nousun lisääntymisen vuoksi LEDin kirkkaus ei enää kasva suhteessa virtaan, eli se osoittaa lämpökyllästymistä. Lisäksi risteyksen lämpötilan noustessa luminesenssin huippuaallonpituus ajautuu myös pitkän aallon suuntaan, noin 0,2-0,3 nm / ℃. Valkoiselle LEDille, joka on saatu sekoittamalla sinisellä sirulla päällystettyä YAG-loisteainetta, sinisen aallonpituuden poikkeama aiheuttaa epäsopivuuden loisteaineen viritysaallonpituuden kanssa, mikä vähentää valkoisen LEDin yleistä valotehokkuutta ja muuttaa valkoisen valon värilämpötilaa.

Power LEDin käyttövirta on yleensä yli satoja Ma, ja PN-liitoksen virrantiheys on erittäin suuri, joten PN-liitoksen lämpötilan nousu on hyvin ilmeistä. Pakkaamista ja sovellusta varten tuotteen lämpöresistanssin vähentäminen ja PN-liitoksen tuottaman lämmön haihtumista mahdollisimman pian ei voi ainoastaan ​​parantaa tuotteen kyllästysvirtaa ja parantaa tuotteen valotehokkuutta, vaan myös parantaa tuotteen luotettavuus ja käyttöikä. Tuotteiden lämmönkestävyyden vähentämiseksi on ensinnäkin erityisen tärkeää valita pakkausmateriaalit, mukaan lukien jäähdytyselementti, liima jne. kunkin materiaalin lämmönvastuksen tulee olla pieni, eli sillä edellytetään hyvää lämmönjohtavuutta . Toiseksi rakennesuunnittelun tulisi olla kohtuullinen, materiaalien välisen lämmönjohtavuuden tulee olla jatkuvasti sovitettu ja materiaalien välisen lämmönjohtavuuden tulee olla hyvin kytketty, jotta vältetään lämmönjohtavuuden pullonkaula lämmönjohtamiskanavassa ja varmistetaan lämmön poistuminen sisäpuolelta ulompaan kerrokseen. Samalla on varmistettava, että lämpö haihtuu ajoissa ennalta suunnitellun lämmönpoistokanavan mukaisesti.

2. Täyteaineen valinta

Taittumislain mukaan, kun valo osuu kevyestä tiheästä väliaineesta kevyeen harvaan väliaineeseen, kun tulokulma saavuttaa tietyn arvon, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin kriittinen kulma, täysi emissio tapahtuu. GaN blue chipille GaN-materiaalin taitekerroin on 2,3. Kun valoa säteilee kiteen sisältä ilmaan, kriittinen kulma θ 0=sin-1(n2/n1) taittumislain mukaan.

Missä N2 on yhtä suuri kuin 1, eli ilman taitekerroin, ja N1 on Ganin taitekerroin, josta lasketaan kriittinen kulma θ 0 on noin 25,8 astetta. Tässä tapauksessa ainoa valo, joka voidaan lähettää, on valo avaruuskulman sisällä, kun tulokulma on ≤ 25,8 astetta. On raportoitu, että Gan-sirun ulkoinen kvanttitehokkuus on noin 30–40%. Siksi sirukiteen sisäisestä absorptiosta johtuen kiteen ulkopuolelle säteilevän valon osuus on hyvin pieni. On raportoitu, että Gan-sirun ulkoinen kvanttitehokkuus on noin 30–40%. Samoin sirun lähettämä valo tulee siirtyä tilaan pakkausmateriaalin kautta ja myös materiaalin vaikutus valonpoistotehoon tulee ottaa huomioon.

Siksi LED-tuotepakkausten valonpoistotehokkuuden parantamiseksi on nostettava N2-arvoa, eli pakkausmateriaalin taitekerrointa on lisättävä tuotteen kriittisen kulman parantamiseksi, jotta pakkaus paranee. tuotteen valotehokkuus. Samaan aikaan pakkausmateriaalien valon absorption tulee olla pieni. Lähtevän valon osuuden parantamiseksi pakkauksen muoto on edullisesti kaareva tai puolipallomainen, jolloin pakkausmateriaalista ilmaan säteilevä valo on lähes kohtisuorassa rajapintaan nähden, joten kokonaisheijastusta ei tapahdu.

3. Heijastuksen käsittely

Heijastusprosessoinnissa on kaksi pääosaa: toinen on heijastuskäsittely sirun sisällä ja toinen pakkausmateriaalien valon heijastus. Sisäisen ja ulkoisen heijastuskäsittelyn avulla voidaan parantaa sirun säteilevää valovirtasuhdetta, vähentää sirun sisäistä absorptiota ja parantaa teho-LED-tuotteiden valotehokkuutta. Pakkauksen kannalta teho-LED yleensä kokoaa tehosirun metallikannattimelle tai alustalle, jossa on heijastusontelo. Tukityyppisessä heijastusontelossa käytetään yleensä galvanointia heijastusvaikutuksen parantamiseksi, kun taas pohjalevyn heijastusontelo yleensä hyväksyy kiillotuksen. Jos mahdollista, elektrolyyttinen käsittely suoritetaan, mutta muotin tarkkuus ja prosessi vaikuttavat edellä mainittuihin kahteen käsittelymenetelmään. Käsitellyllä heijastusontelolla on tietty heijastusvaikutus, mutta se ei ole ihanteellinen. Tällä hetkellä riittämättömän kiillotustarkkuuden tai metallipinnoitteen hapettumisen vuoksi Kiinassa valmistetun substraattityyppisen heijastusontelon heijastusvaikutus on heikko, mikä johtaa siihen, että paljon valoa imeytyy heijastusalueelle ampumisen jälkeen, eikä se voi heijastua heijastusalueelle. valoa säteilevä pinta odotetun tavoitteen mukaan, mikä johtaa alhaiseen valonpoistotehokkuuteen lopullisen pakkaamisen jälkeen.

4. Loisteaineen valinta ja pinnoitus

Valkoteho-LED:n valotehokkuuden parantaminen liittyy myös loisteaineen valintaan ja prosessikäsittelyyn. Blue chipin loisteherätyksen tehokkuuden parantamiseksi ensinnäkin loisteaineen valinnan tulisi olla asianmukaista, mukaan lukien viritysaallonpituus, hiukkaskoko, viritystehokkuus jne., jotka on arvioitava kattavasti ja otettava huomioon kaikki suorituskyky. Toiseksi, loisteaineen pinnoitteen tulee olla tasainen, mieluiten liimakerroksen paksuus valoa lähettävän sirun jokaisella valoa emittoivalla pinnalla on tasainen, jotta ei estetä paikallista valoa säteilemästä epätasaisen paksuuden vuoksi, mutta parantaa myös valopisteen laatua.

yleiskatsaus:

Hyvä lämmönpoistosuunnittelu on merkittävässä roolissa teho-LED-tuotteiden valotehokkuuden parantamisessa, ja se on myös lähtökohta tuotteiden käyttöiän ja luotettavuuden varmistamiselle. Tässä hyvin suunniteltu valon ulostulokanava keskittyy rakennesuunnitteluun, materiaalien valintaan ja heijastusontelon ja täyttöliiman prosessikäsittelyyn, mikä voi tehokkaasti parantaa Power LEDin valonpoistotehokkuutta. Voiman vuoksivalkoinen LED, loisteaineen valinta ja prosessisuunnittelu ovat myös erittäin tärkeitä pisteen ja valotehokkuuden parantamiseksi.