LED-ul, cunoscut și ca sursa de iluminat de a patra generație sau sursă de lumină verde, are caracteristici de economisire a energiei, protecție a mediului, durată de viață lungă și dimensiuni reduse. Este utilizat pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi indicarea, afișarea, decorarea, iluminarea de fundal, iluminarea generală și scenele de noapte urbane. În funcție de diferitele funcții de utilizare, poate fi împărțit în cinci categorii: afișaj de informații, lumini de semnalizare, corpuri de iluminat pentru automobile, iluminare de fundal a ecranului LCD și iluminare generală.
Luminile LED convenționale au deficiențe, cum ar fi luminozitatea insuficientă, ceea ce duce la o popularitate insuficientă. Luminile LED de tip putere au avantaje precum luminozitatea ridicată și durata de viață lungă, dar au dificultăți tehnice, cum ar fi ambalarea. Mai jos este o scurtă analiză a factorilor care afectează eficiența de recoltare a luminii ambalajelor cu LED-uri de tip putere.

1. Tehnologia de disipare a căldurii
Pentru diodele emițătoare de lumină compuse din joncțiuni PN, atunci când curentul direct trece prin joncțiunea PN, joncțiunea PN suferă pierderi de căldură. Această căldură este radiată în aer prin adeziv, materiale de încapsulare, radiatoare etc. În timpul acestui proces, fiecare parte a materialului are o impedanță termică care împiedică fluxul de căldură, cunoscută sub numele de rezistență termică. Rezistența termică este o valoare fixă ​​determinată de dimensiunea, structura și materialele dispozitivului.
Presupunând că rezistența termică a diodei emițătoare de lumină este Rth (℃/W) și puterea de disipare a căldurii este PD (W), creșterea temperaturii joncțiunii PN cauzată de pierderea de căldură a curentului este:
T (℃)=Rth&TImes; PD
Temperatura joncțiunii PN este:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Printre acestea, TA este temperatura mediului ambiant. Datorită creșterii temperaturii joncțiunii, probabilitatea recombinării luminiscenței joncțiunii PN scade, rezultând o scădere a luminozității diodei emițătoare de lumină. Între timp, din cauza creșterii temperaturii cauzată de pierderea de căldură, luminozitatea diodei emițătoare de lumină nu va mai continua să crească proporțional cu curentul, indicând un fenomen de saturație termică. În plus, pe măsură ce temperatura joncțiunii crește, lungimea de undă de vârf a luminii emise se va deplasa și spre lungimi de undă mai mari, aproximativ 0,2-0,3 nm/℃. Pentru LED-urile albe obținute prin amestecarea pulberii fluorescente YAG acoperite cu cipuri de lumină albastră, variația lungimii de undă a luminii albastre va provoca o nepotrivire cu lungimea de undă de excitație a pulberii fluorescente, reducând astfel eficiența luminoasă generală a LED-urilor albe și provocând modificări ale culorii luminii albe. temperatură.
Pentru diodele emițătoare de lumină de putere, curentul de conducere este în general de câteva sute de miliamperi sau mai mult, iar densitatea de curent a joncțiunii PN este foarte mare, astfel încât creșterea temperaturii joncțiunii PN este foarte semnificativă. Pentru ambalare și aplicații, cum să reduceți rezistența termică a produsului, astfel încât căldura generată de joncțiunea PN să poată fi disipată cât mai curând posibil, nu numai că poate îmbunătăți curentul de saturație și eficiența luminoasă a produsului, dar poate spori și fiabilitatea și durata de viata a produsului. Pentru a reduce rezistența termică a produsului, selecția materialelor de ambalare este deosebit de importantă, inclusiv radiatoare, adezivi etc. Rezistența termică a fiecărui material trebuie să fie scăzută, ceea ce necesită o bună conductivitate termică. În al doilea rând, proiectarea structurală ar trebui să fie rezonabilă, cu potrivire continuă a conductibilității termice între materiale și conexiuni termice bune între materiale pentru a evita blocajele de disipare a căldurii în canalele termice și pentru a asigura disiparea căldurii din straturile interioare către cele exterioare. În același timp, este necesar să se asigure din proces că căldura este disipată în timp util, conform canalelor de disipare a căldurii preproiectate.

2. Selectarea adezivului de umplere
Conform legii refracției, atunci când lumina este incidentă dintr-un mediu dens într-un mediu rar, emisia completă are loc atunci când unghiul incident atinge o anumită valoare, adică mai mare sau egală cu unghiul critic. Pentru cipurile albastre GaN, indicele de refracție al materialului GaN este 2,3. Când lumina este emisă din interiorul cristalului spre aer, conform legii refracției, unghiul critic θ 0=sin-1 (n2/n1).
Dintre acestea, n2 este egal cu 1, care este indicele de refracție al aerului, iar n1 este indicele de refracție al GaN. Prin urmare, unghiul critic θ 0 este calculat a fi de aproximativ 25,8 grade. În acest caz, singura lumină care poate fi emisă este lumina în unghiul solid spațial de ≤ 25,8 grade. Potrivit rapoartelor, eficiența cuantică externă a cipurilor GaN este în prezent de aproximativ 30% -40%. Prin urmare, datorită absorbției interne a cristalului cip, proporția de lumină care poate fi emisă în afara cristalului este foarte mică. Potrivit rapoartelor, eficiența cuantică externă a cipurilor GaN este în prezent de aproximativ 30% -40%. În mod similar, lumina emisă de cip trebuie să treacă prin materialul de ambalare și să fie transmisă în spațiu, iar impactul materialului asupra eficienței de recoltare a luminii trebuie, de asemenea, luat în considerare.
Prin urmare, pentru a îmbunătăți eficiența de recoltare a luminii a ambalajului produselor LED, este necesar să creșteți valoarea lui n2, adică să creșteți indicele de refracție al materialului de ambalare, pentru a crește unghiul critic al produsului și, astfel, îmbunătățirea eficienței luminoase a ambalajului produsului. În același timp, materialul de încapsulare ar trebui să aibă o absorbție mai mică a luminii. Pentru a crește proporția de lumină emisă, cel mai bine este să aveți o formă arcuită sau semisferică pentru ambalaj. În acest fel, atunci când lumina este emisă din materialul de ambalare în aer, aceasta este aproape perpendiculară pe interfață și nu mai suferă o reflexie totală.

3. Prelucrarea reflexiei
Există două aspecte principale ale tratamentului de reflexie: unul este tratamentul de reflexie în interiorul cipului, iar celălalt este reflectarea luminii de către materialul de ambalare. Prin tratamentul de reflexie internă și externă, proporția de lumină emisă din interiorul cipului este crescută, absorbția din interiorul cipului este redusă și eficiența luminoasă a produselor LED de putere este îmbunătățită. În ceea ce privește ambalajul, LED-urile de tip putere asamblează de obicei cipuri de tip putere pe suporturi metalice sau substraturi cu cavități reflectorizante. Cavitatea reflectorizanta de tip suport este de obicei placata pentru a imbunatati efectul de reflexie, in timp ce cavitatea reflectorizanta de tip substrat este de obicei lustruita si poate suferi un tratament de galvanizare daca conditiile permit. Cu toate acestea, cele două metode de tratare de mai sus sunt afectate de precizia și procesul mucegaiului, iar cavitatea reflectorizantă prelucrată are un anumit efect de reflexie, dar nu este ideală. În prezent, în producția de cavități reflectorizante de tip substrat în China, din cauza preciziei insuficiente de lustruire sau oxidării acoperirilor metalice, efectul de reflexie este slab. Acest lucru are ca rezultat absorbția multă lumină după atingerea zonei de reflexie, care nu poate fi reflectată pe suprafața emițătoare de lumină așa cum era de așteptat, ceea ce duce la o eficiență scăzută de recoltare a luminii după ambalarea finală.

4. Selectarea și acoperirea pulberii fluorescente
Pentru LED-ul alb de putere, îmbunătățirea eficienței luminoase este, de asemenea, legată de selectarea pulberii fluorescente și de tratarea procesului. Pentru a îmbunătăți eficiența excitării pulberii fluorescente a cipurilor albastre, selecția pulberii fluorescente ar trebui să fie adecvată, inclusiv lungimea de undă de excitare, dimensiunea particulelor, eficiența excitației etc., iar o evaluare cuprinzătoare trebuie efectuată pentru a lua în considerare diverși factori de performanță. În al doilea rând, acoperirea cu pulbere fluorescentă ar trebui să fie uniformă, de preferință cu o grosime uniformă a stratului adeziv pe fiecare suprafață care emite lumină a cipului, pentru a evita grosimea neuniformă care ar putea face ca lumina locală să nu poată fi emisă și, de asemenea, pentru a îmbunătăți calitatea punctului luminos.

Prezentare generală:
Designul bun de disipare a căldurii joacă un rol semnificativ în îmbunătățirea eficienței luminoase a produselor LED de putere și este, de asemenea, o condiție prealabilă pentru asigurarea duratei de viață și a fiabilității produsului. Un canal de ieșire a luminii bine conceput, cu accent pe designul structural, selecția materialului și tratamentul procesului de cavități reflectorizante, adezivi de umplere etc., poate îmbunătăți eficient eficiența de captare a luminii a LED-urilor de tip putere. Pentru LED-ul alb de tip putere, selectarea pulberii fluorescente și a designului procesului sunt, de asemenea, cruciale pentru îmbunătățirea dimensiunii spotului și a eficienței luminoase.