Napredna postrojenja Efikasna proizvodnjaKonvencionalne LED diode uglavnom su nosača, inkapsulirane epoksidnom smolom, male snage, a ukupni svjetlosni tok nije veliki, a velika svjetlina može se koristiti samo kao neka posebna rasvjeta. S razvojem LED tehnologije čipova i tehnologije pakiranja, kao odgovor na potražnju za visokim svjetlosnim tokovima LED proizvoda u polju za osvjetljenje, LED diode za napajanje postepeno su ušle na tržište. LED tipa napajanja obično ima čip za emitiranje svjetla smješten na hladnjaku hladnjaka, a na njemu je ugrađena optička sočiva za postizanje određene optičke prostorne raspodjele, a leća je napunjena fleksibilnim silikonom sa malim naponom.
LED indikatori za napajanje moraju ući u polje rasvjete kako bi postigli svakodnevno osvjetljenje u kući. Ima još puno problema za rješavanje, od kojih je najvažniji svjetlosni učinak. Trenutno, najveća efikasnost lumena o kojoj izvještavaju LED-ovi za napajanje na tržištu je oko 50 lm / W, što je daleko od zahtjeva svakodnevne rasvjete u domaćinstvu. Da bi se poboljšala svjetlosna efikasnost LED napajanja, s jedne strane, treba poboljšati efikasnost svjetlosnog čipa; s druge strane, tehnologiju pakiranja LED-a za napajanje treba poboljšati, počevši od strukturalnog dizajna, tehnologije materijala i procesne tehnologije, te poboljšavanja proizvoda. Učinkovitost izdvajanja svjetlosnog paketa.
Elementi paketa koji utiču na efikasnost ekstrakcije svjetlosti
Tehnologija raspodjele topline
Za svjetlosnu diodu sastavljenu od PN spajanja, kada napredna struja teče iz PN spajanja, PN spoj ima toplotni gubitak, koji se zrači u zrak ljepljivim ljepilom, materijalom za lomljenje, hladnjakom itd. ., u procesu. Neki materijali imaju toplinsku impedansu koja blokira protok topline, odnosno toplotni otpor, što je fiksna vrijednost određena veličinom, strukturom i materijalom uređaja. Neka toplinski otpor LED bude Rth (° C / W), a snaga raspodjele topline PD (W). U ovom trenutku porast temperature PN spoja zbog gubitka struje iznosi:
T (° C) = Rth × PD.
Temperatura PN spoja je:
TJ = TA + Rth × PD
Tamo gde je TA temperatura okoline. Kako temperatura spoja raste, vjerovatnoća rekombinacije luminiscencije PN spoja se smanjuje, a svjetlina LED smanjuje. Istovremeno, zbog povećanja porasta temperature uslijed gubitka topline, svjetlina LED više neće nastaviti proporcionalno rasti strujom, što ukazuje na toplinsku zasićenost. Uz to, kako temperatura spoja raste, vršna talasna dužina luminescencije također će se kretati prema dugoj talasnoj dužini, oko 0,2-0,3 nm / ° C, što je za bijelu LED dobivenu miješanjem YAG fosfora obloženog plavim čipom. Drift uzrokuje neusklađivanje s valnom dužinom ekscitacije fosfora, smanjujući na taj način ukupnu svjetlosnu učinkovitost bijelog LED-a i uzrokujući promjenu temperature bijele boje.
Za LED-ove za napajanje, pogonska struja obično iznosi nekoliko stotina milimetara ili više, a gustoća struje PN-spoja je vrlo velika, tako da je porast temperature PN-čvora vrlo očit. Za pakiranje i aplikacije kako smanjiti toplinski otpor proizvoda, tako da se toplina stvorena PN spajanjem može što brže rasuti, ne samo da može poboljšati struju zasićenja proizvoda, poboljšati svjetlosnu učinkovitost proizvoda , ali i poboljšati pouzdanost i vijek trajanja proizvoda. . Za smanjivanje toplinske otpornosti proizvoda, izbor ambalažnog materijala je posebno važan, uključujući toplotne sudopere, ljepila itd., Toplinski otpor svakog materijala je nizak, odnosno potrebna je toplinska provodljivost da bi bila dobra. Drugo, konstrukcijski dizajn treba biti razuman, toplinska vodljivost između materijala treba kontinuirano odgovarati, a toplinska veza između materijala je dobra, izbjegavajući usko grlo rasipanja topline u kanalu provođenja topline i osiguravajući raspodjelu topline od unutarnje do vanjski sloj. Istovremeno, potrebno je osigurati da se toplina raspodjeljuje u vremenu prema unaprijed dizajniranom kanalu za raspodjelu topline.
2. Odabir ljepila za punjenje
Prema zakonu loma, kada svjetlost upada iz optički guste sredine u mediju koja se širi svjetlom, kad padni kut dosegne određenu vrijednost, odnosno veći je ili jednak kritičnom kutu, dolazi do pune emisije. U slučaju GaN plavog čipa, indeks loma GaN materijala je 2,3. Kada se svjetlost emitira iz unutrašnjosti kristala u zrak, kritični kut θ0 = sin-1 (n2 / n1) prema zakonu loma.
Tamo gdje je n2 jednak 1, tj. Indeks loma zraka, a n1 je indeks loma GaN, iz kojeg se izračunava kritični kut θ0 približno 25,8 stupnjeva. U ovom slučaju, svjetlost koja se može emitirati je samo svjetlost unutar čvrstog ugla upadnog ugla ≤ 25,8 stupnjeva. Navodi se da je vanjska kvantna efikasnost trenutnog GaN čipa oko 30% -40%, a samim tim zbog unutrašnje apsorpcije kristala čipa. Udio svjetlosti koji se može emitirati izvan kristala je mali. Navodi se da je vanjska kvantna efikasnost GaN čipova trenutno oko 30% -40%. Slično tome, svjetlost koju emitira čip prenosi se kroz materijal za ogrtanje u prostor, a također se uzima u obzir i utjecaj materijala na učinkovitost vađenja svjetlosti.
Zbog toga je za poboljšanje efikasnosti ekstrakcije svjetlosti u paketu proizvoda LED potrebno povećati vrijednost n2, odnosno povećati indeks loma ambalažnog materijala, kako bi se povećao kritični kut proizvoda, na taj način poboljšavajući svjetlosnu efikasnost proizvoda u paketu. Istovremeno, materijal za kapsulaciju manje apsorbuje svjetlost. Da bi se povećao udio emitirane svjetlosti, oblik pakovanja je poželjno lučni ili hemisferni, tako da kada se svjetlost usmjerava iz inkapsulirajućeg materijala u zrak, gotovo je okomito pada na sučelje, tako da nema potpunog odbljeska proizvodi se.
3. Refleksijska obrada
Postoje dva glavna aspekta tretmana refleksije. Jedan je tretman refleksije unutar čipa, a drugi je odraz svjetla pomoću materijala za kapsulu. Tretman refleksije iznutra i izvana poboljšava omjer svjetlosti emitirane iz unutrašnjosti čipa i smanjuje unutarnju apsorpciju čipa. Poboljšajte svjetlosnu efikasnost LED proizvoda za napajanje. Iz perspektive pakiranja, LED diode za napajanje obično ugrađuju strujne čipove na metalne nosače ili podloge sa reflektirajućim šupljinama. Reflektirajuće šupljine tipa nosača uglavnom koriste galvaniziranje za poboljšanje refleksije, dok su reflektirajuće šupljine tipa podloge uglavnom polirane. U režimu se tretman oplata također provodi u uvjetima, ali na gore spomenute dvije metode liječenja utječe preciznost kalupa i procesa, a reflektirajuća šupljina nakon tretmana ima određeni efekt refleksije, ali nije idealan . Trenutno je refleksna šupljina tipa podloge izrađena u Kini. Zbog nedovoljne preciznosti poliranja ili oksidacije metalnog sloja, efekat refleksije je loš, što uzrokuje da se puno svjetla apsorbira nakon udara u područje refleksije i ne može se reflektirati na površinu koja emitira svjetlo prema predviđenom stanju cilja, što rezultira konačnim rezultatom. Učinkovitost ekstrakcije svjetlosti nakon pakiranja je mala.
Kroz razna istraživanja i eksperimente razvili smo postupak obrade refleksije koristeći prevlake od organskog materijala sa neovisnim pravima intelektualnog vlasništva. Kroz taj postupak se svjetlost reflektirana u šupljinu nosača apsorbira vrlo malo, i većina njih se može koristiti. Svetlost koja ga udara reflektira se prema površini koja izlazi. Učinkovitost ekstrakcije svjetlosti na tako obrađenom proizvodu može se povećati za 30% do 50% u usporedbi s onom prije tretmana. Naše trenutne 1W LED svjetlosti s bijelom svjetlošću imaju svjetlosnu efikasnost od 40-50lm / W (rezultati ispitivanja na daljinskom PMS-50 spektralnom analizatoru) i postižu dobre rezultate u pakiranju.
4. Izbor i presvlačenje fosfora
Za bijele LED diode, porast svjetlosne učinkovitosti je također povezan s izborom fosfora i postupkom. Kako bi se poboljšala učinkovitost fosfora za poticanje plavog čipa, prvo bi trebao biti odabir fosfora, uključujući valnu dužinu pobude, veličinu čestica, efikasnost pobuđenja itd., I potrebno je sveobuhvatno vrednovanje, uzimajući u obzir računaju različita svojstva. Drugo, premaz fosfora treba biti ujednačen, poželjno da je debljina sloja ljepila svake površine koja se emitira svjetlom jednolika, tako da se izbjegne lokalno svjetlo zbog neravne debljine i kvaliteta spota se može poboljšati.
Dobar toplotni dizajn značajno utječe na poboljšanje svjetlosne učinkovitosti LED proizvoda, a također je preduvjet za osiguravanje vijeka i pouzdanosti proizvoda. Dobro dizajniran kanal za izlaz svjetla fokusiran je na strukturni dizajn, odabir materijala i procesnu obradu reflektirajuće šupljine, ljepila za punjenje itd., I može učinkovito poboljšati efikasnost ekstrakcije svjetlosti LED snage. Za bijele LED diode tipa snage, izbor fosfora i oblikovanje procesa su takođe presudni za poboljšanje mjesta i poboljšanje svjetlosne efikasnosti.