功率型白光LED封裝設(shè)計的研究進(jìn)展
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1 導(dǎo)言
近年來,半導(dǎo)體光源正以新式固體光源的人物逐步進(jìn)入照明范疇。因為半導(dǎo)體照明具有高效、節(jié)能、環(huán)保、運用壽數(shù)長、呼應(yīng)速度快、耐振蕩、易保護(hù)等顯著長處,所以在國際上被公以為最有能夠進(jìn)入通用照明范疇的新式固態(tài)冷光源。隨著報價的不斷降低,發(fā)光亮度的不斷進(jìn)步,半導(dǎo)體光源在照明范疇中展示了廣泛的運用遠(yuǎn)景。業(yè)界遍及以為,半導(dǎo)體燈替代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈是大勢所趨[1]。半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)被以為是最有能夠進(jìn)入普通照明范疇的一種綠色照明光源。按固體發(fā)光物理學(xué)原理,LED 發(fā)光功率能挨近100 %,并具有作業(yè)電壓低、耗電量小、發(fā)光功率高、呼應(yīng)時間極短、光色純、抗沖擊、功能安穩(wěn)牢靠及本錢低一級長處[2~4],因而被譽為21世紀(jì)新光源,有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源。
完成白光的技能路徑主要有3 條: 一是選用成品紅、綠、藍(lán)三基色LED 直接復(fù)合出射白光或是選用紅、綠、藍(lán)三基色LED 芯片組合生成白光,如圖1(a)所示;二是用發(fā)紫外光的LED 芯片和可被紫外光有用激起而發(fā)射紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉聯(lián)系構(gòu)成白光LED,如圖1(b)所示。此外,還可選用兩基色,甚至四基色、五基色熒光粉;三是通過熒光粉轉(zhuǎn)換的辦法完成白光,當(dāng)前藍(lán)光LED 芯片聯(lián)系黃色熒光粉再轉(zhuǎn)換成白光LED 的技能占有主導(dǎo)地位[5],如圖1(c)所示。關(guān)于這種完成白光的辦法,大多數(shù)是將熒光粉和環(huán)氧樹脂混合均勻直接涂敷在芯片上。所以在各種白光LED 組合中,第三類即在LED 芯片表面涂敷YAG 黃色熒光粉運用最為廣泛。
2 YAG 熒光粉完成白光原理及優(yōu)缺陷
當(dāng)今運用最多的藍(lán)光LED 是以發(fā)黃光系列的釔鋁石榴石(YAG)為主。這種辦法的長處是:白光LED發(fā)光管構(gòu)造簡單,制造技術(shù)相對簡單,技術(shù)對比老練??墒撬嬖谝韵氯毕荩?)發(fā)光功率還不夠高;2)存在能量損耗;3)熒光粉與封裝資料老化會導(dǎo)致色溫漂移;4)不簡單完成低色溫;5)還存在空間色度均勻性等問題。為了改進(jìn)以上某些缺陷并同時有用地進(jìn)步功率,便有了不一樣封裝資料和封裝構(gòu)造的產(chǎn)生和開展。
3 灌封膠資料的研討
傳統(tǒng)封裝是選用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝。溫度升高及藍(lán)光和紫外線照耀會使環(huán)氧樹脂的透明度嚴(yán)峻降低。當(dāng)器材在125 益鄰近或高于此溫度時,將發(fā)作顯著的脹大或縮短,致使芯片電板與引線受到額定的壓力,而發(fā)作過度疲憊甚至掉落損壞。此外,當(dāng)環(huán)氧處于較高溫度時,封裝環(huán)氧會逐步變形、發(fā)黃,影響透光功能。在135 益耀145 益范圍內(nèi)還會導(dǎo)致樹脂嚴(yán)峻退化,影響LED的壽數(shù)[6]。
當(dāng)前遍及選用硅膠進(jìn)行封裝。硅膠的透光性好,報價更廉價,但固化進(jìn)程的內(nèi)應(yīng)力較小。硅膠更粘稠,抗沉淀才能非常好,與熒光粉混合更均勻,能夠作為配粉膠運用。通過光衰試驗的成果得出,用硅膠配粉的白光LED 的壽數(shù)顯著比環(huán)氧樹脂的長很多。GE Toshiba的InvisiSi1[7]具有高達(dá)1.53的折射率,在300~800 nm波段的光透率達(dá)95%。在對硅膠LED 和環(huán)氧樹脂LED的各項功能進(jìn)行評估后以為,挑選合適的硅膠代替環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝能夠有用地進(jìn)步光效。
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