A negyedik generációs fényforrásnak vagy zöld fényforrásnak is nevezett LED energiatakarékosság, környezetvédelem, hosszú élettartam és kis méret jellemzi. Széles körben használják különféle területeken, például jelzés, kijelző, dekoráció, háttérvilágítás, általános világítás és városi éjszakai jelenetek. Különböző felhasználási funkciók szerint öt kategóriába sorolható: információs kijelző, jelzőlámpák, autóipari világítótestek, LCD képernyő háttérvilágítása és általános világítás.
A hagyományos LED-lámpáknak olyan hiányosságai vannak, mint például az elégtelen fényerő, ami elégtelen népszerűséghez vezet. A nagy teljesítményű LED-lámpáknak vannak előnyei, mint például a nagy fényerő és a hosszú élettartam, de vannak technikai nehézségeik, mint például a csomagolás. Az alábbiakban rövid elemzést adunk azokról a tényezőkről, amelyek befolyásolják a nagy teljesítményű LED-es csomagolások fénygyűjtési hatékonyságát.

1. Hőelvezetési technológia
A PN átmenetekből álló fénykibocsátó diódák esetében, amikor a PN átmeneten előremenő áram folyik, a PN átmenet hőveszteséget szenved. Ez a hő ragasztón, kapszulázó anyagokon, hűtőbordákon stb. keresztül sugározódik a levegőbe. A folyamat során az anyag minden része rendelkezik egy hőimpedanciával, amely megakadályozza a hőáramlást, amelyet hőellenállásnak neveznek. A hőellenállás egy rögzített érték, amelyet a készülék mérete, szerkezete és anyagai határoznak meg.
Feltételezve, hogy a fénykibocsátó dióda hőellenállása Rth (℃/W), a hőleadási teljesítmény pedig PD (W), a PN átmenet hőmérséklet-emelkedése az áram hővesztesége miatt:
T (℃)=Rth&TIMEs; PD
A PN átmenet hőmérséklete:
TJ=TA+Rth&TIMEs; PD
Ezek közül a TA a környezeti hőmérséklet. A csomóponti hőmérséklet növekedése miatt a PN átmenet lumineszcencia rekombinációjának valószínűsége csökken, ami a fénykibocsátó dióda fényerejének csökkenését eredményezi. Eközben a hőveszteség okozta hőmérséklet-növekedés miatt a fénykibocsátó dióda fényereje már nem nő tovább az árammal arányosan, ami a hőtelítettség jelenségére utal. Ezen túlmenően, ahogy a csomópont hőmérséklete nő, a kibocsátott fény csúcshullámhossza is eltolódik a hosszabb hullámhosszok felé, körülbelül 0,2-0,3 nm/℃. A kék fényforgácsokkal bevont YAG fluoreszcens por összekeverésével kapott fehér LED-ek esetében a kék fény hullámhosszának eltolódása a fluoreszcens por gerjesztési hullámhosszával való eltérést okoz, ezáltal csökkenti a fehér LED-ek általános fényhatékonyságát és megváltoztatja a fehér fény színét. hőmérséklet.
Erőteljes fénykibocsátó diódák esetén a meghajtó áram általában több száz milliamper vagy több, és a PN átmenet áramsűrűsége nagyon magas, ezért a PN átmenet hőmérséklet-emelkedése nagyon jelentős. Csomagolásnál és alkalmazásoknál a termék hőellenállásának csökkentése úgy, hogy a PN csomópont által termelt hő minél előbb elvezethető legyen, nemcsak a termék telítési áramát és fényhatékonyságát javíthatja, hanem a megbízhatóságot és a termék élettartama. A termék hőállóságának csökkentése érdekében különösen fontos a csomagolóanyagok kiválasztása, beleértve a hűtőbordákat, ragasztókat stb. Az egyes anyagok hőállóságának alacsonynak kell lennie, amihez jó hővezető képesség szükséges. Másodszor, a szerkezeti tervezésnek ésszerűnek kell lennie, az anyagok közötti hővezető képesség folyamatos illeszkedésével és az anyagok közötti jó hőkapcsolatokkal, hogy elkerülhető legyen a hőelvezetés szűk keresztmetszete a hőcsatornákban, és biztosítsa a hőelvezetést a belső rétegekből a külső rétegekbe. Ugyanakkor biztosítani kell a folyamatból a hő időben történő elvezetését az előre kialakított hőelvezető csatornák szerint.

2. Kitöltő ragasztó kiválasztása
A fénytörés törvénye szerint, amikor a fény sűrű közegből ritka közegbe esik, teljes emisszió akkor következik be, amikor a beesési szög elér egy bizonyos értéket, vagyis nagyobb vagy egyenlő, mint a kritikus szög. A GaN blue chipek esetében a GaN anyag törésmutatója 2,3. Amikor a kristály belsejéből fényt bocsátanak ki a levegő felé, a törés törvénye szerint a kritikus szög θ 0=sin-1 (n2/n1).
Közülük n2 egyenlő 1-gyel, ami a levegő törésmutatója, n1 pedig a GaN törésmutatója. Ezért a θ 0 kritikus szög a számítások szerint körülbelül 25,8 fok. Ebben az esetben az egyetlen fény, amely kibocsátható, a ≤ 25,8 fokos térbeli térszögen belüli fény. A jelentések szerint a GaN chipek külső kvantumhatékonysága jelenleg 30-40% körül van. Ezért a chipkristály belső abszorpciója miatt nagyon kicsi a kristályon kívül kibocsátható fény aránya. A jelentések szerint a GaN chipek külső kvantumhatékonysága jelenleg 30-40% körül van. Hasonlóképpen, a chip által kibocsátott fénynek át kell jutnia a csomagolóanyagon és át kell jutnia a térbe, és figyelembe kell venni az anyag hatását a fénygyűjtés hatékonyságára.
Ezért a LED-es termékcsomagolások fénygyűjtési hatékonyságának javítása érdekében az n2 érték növelése, azaz a csomagolóanyag törésmutatójának növelése szükséges a termék kritikus szögének növelése és így javítja a termék csomagolási fényhatékonyságát. Ugyanakkor a kapszulázó anyagnak kevésbé kell elnyelnie a fényt. A kibocsátott fény arányának növelése érdekében a legjobb, ha a csomagolás íves vagy félgömb alakú. Így amikor a csomagolóanyagból fény kerül ki a levegőbe, az szinte merőleges a felületre, és már nem esik át teljes visszaverődésen.

3. Reflexiós feldolgozás
A reflexiós kezelésnek két fő szempontja van: az egyik a chipen belüli reflexiós kezelés, a másik pedig a fényvisszaverődés a csomagolóanyag által. Mind a belső, mind a külső reflexiós kezelés révén nő a chip belsejéből kibocsátott fény aránya, csökken a chipen belüli abszorpció, és javul a power LED termékek fényhatékonysága. Csomagolás szempontjából a teljesítmény típusú LED-ek általában a teljesítmény típusú chipeket fém tartókra vagy fényvisszaverő üregekkel rendelkező hordozókra szerelik fel. A konzol típusú fényvisszaverő üreget általában bevonják a visszaverődési hatás javítása érdekében, míg a szubsztrát típusú fényvisszaverő üreget általában polírozzák, és ha a körülmények lehetővé teszik, galvanizáló kezelésnek vetik alá. A fenti két kezelési módszert azonban befolyásolja az öntőforma pontossága és folyamata, és a feldolgozott fényvisszaverő üregnek van bizonyos visszaverő hatása, de ez nem ideális. Jelenleg Kínában a szubsztrát típusú fényvisszaverő üregek gyártása során a nem megfelelő polírozási pontosság vagy a fémbevonatok oxidációja miatt a reflexiós hatás gyenge. Ez azt eredményezi, hogy a visszaverődési terület elérése után sok fény nyelődik el, ami nem tud visszaverődni a fénykibocsátó felületre a várt módon, ami a végső csomagolás után alacsony fénygyűjtési hatékonyságot eredményez.

4. Fluoreszcens por kiválasztása és bevonása
A fehér teljesítményű LED esetében a fényhatékonyság javítása a fluoreszcens por kiválasztásával és a folyamatkezeléssel is összefügg. A blue chipek fluoreszcens por gerjesztésének hatékonyságának javítása érdekében a fluoreszcens por kiválasztásának megfelelőnek kell lennie, beleértve a gerjesztési hullámhosszt, a részecskeméretet, a gerjesztés hatékonyságát stb., és átfogó értékelést kell végezni a különböző teljesítménytényezők figyelembevétele érdekében. Másodszor, a fluoreszkáló por bevonatának egyenletesnek kell lennie, lehetőleg egyenletes vastagságú ragasztóréteggel a chip minden egyes fénykibocsátó felületén, hogy elkerülhető legyen az egyenetlen vastagság, amely miatt a helyi fény nem tud kibocsátani, és javítja a ragasztóréteget is. a fényfolt minősége.

Áttekintés:
A jó hőelvezetésű tervezés jelentős szerepet játszik a teljesítmény LED-es termékek fényhatékonyságának javításában, valamint előfeltétele a termék élettartamának és megbízhatóságának biztosításának. Egy jól megtervezett fénykibocsátási csatorna, amely a szerkezeti tervezésre, az anyagválasztásra és a fényvisszaverő üregek, töltőragasztók stb. folyamatkezelésére összpontosít, hatékonyan javíthatja a teljesítmény típusú LED-ek fénygyűjtési hatékonyságát. A teljesítménytípusú fehér LED-ek esetében a fluoreszkáló por kiválasztása és a folyamattervezés szintén kulcsfontosságú a foltméret és a fényhatékonyság javítása szempontjából.