影响GLD210-LED三防灯珠封装取光效率的四大要素

 通例GLD210-LED三防灯珠普通是支架式，接纳环氧树脂封装，功率较小，整体发光光通量不大，亮度高的也只能作为少许分外照明应用。跟着GLD210-LED三防灯珠芯片技术和封装技术的发展，适应照明平台对高光通量LED产品的需要，功率型LED慢慢走入环境趋势。这种功率型的LED普通是将发光芯片放在散热热沉上，上头装置光学透镜以到达必然光学空间分布，透镜里面添补低应力柔性硅胶。

功率型LED要真正进入照明平台，实现家庭日常照明，其要办理的疑问另有非常多，此中紧张的就是发光服从。当前环境趋势上功率型LED报道的高流明服从在 50lm/W左右，还远达不抵家庭日常照明的要求。为了进步功率型LED发光服从，一方面其发光芯片的服从有待进步;另一方面，功率型LED的封装技术也需进一步进步，从布局设计、质料技术及工艺技术等多方面动手，进步产品的封装取光服从。

影响取光服从的封装要素

1. 散热技术

对于由PN结组成的发光二极管，当正向电流从PN结流过期，PN结有发烧消耗，这些热量经过粘结胶、灌封质料、热沉等，辐射到空气中，在这个过程中每一片面质料都有制止热流的热阻抗，也即是热阻，热阻是由器件的尺寸、布局及质料所决意的固定值。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W)，热耗散功率为 PD(W)，此时因为电流的热消耗而惹起的PN结温度上涨为：

T(℃)=Rth×PD。

PN结结温为：

此中TA为环境温度。因为结温的上涨会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。同时，因为热消耗惹起的温升增高，发光二极管亮度将不再继续跟着电流成比例进步，即显示出热饱和现象。另外，跟着结温的上涨，发光的峰值波长也将向长波偏向漂移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合获得的白色LED来说，蓝光波长的漂移，会惹起与荧光粉引发波长的失配，从而降低白光GLD210-LED三防灯珠的整体发光服从，并造成白光色温的改变。

对于功率发光二极管来说，驱动电流普通都为几百毫安以上，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说，怎样降低产品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不但可进步产品的饱和电流，进步产品的发光服从，同时也进步了产品的靠得住性和寿命。为了降低产品的热阻，先封装质料的选定显得尤为紧张，包含热沉、粘结胶等，各质料的热阻要低，即要求导热性能良好。其次布局设计要合理，各质料间的导热性能连续般配，质料之间的导热持续良好，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。同时，要从工艺上确保，热量根据事先设计的散热通道实时的散发出去。

2. 添补胶的选定

凭据折射定律，光线从光密介质入射到光疏介质时，当入射角到达必然值，即大于即是临界角时，会产生全发射。以GaN蓝色芯片来说，GaN质料的折射率是2.3，当光线从晶体里面射向空气时，凭据折射定律，临界角θ0=sin-1(n2/n1)

此中n2即是1，即空气的折射率，n1是GaN的折射率，由此计较获得临界角θ0约为25.8度。在这种情况下，能射出的光惟有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光，据报导，当前GaN芯片的外量子服从在30%-40%左右，所以，因为芯片晶体的里面吸收，能射出到晶体表面光线的比例非常少。据报导，当前GaN芯片的外量子服从在30%-40%左右。同样，芯片发出的光要透过封装质料，传送到空间，也要考虑质料对取光服从的影响。

所以，为了进步LED产品封装的取光服从，务必进步n2的值，即进步封装质料的折射率，以进步产品的临界角，从而进步产品的封装发光服从。同时，封装质料对光线的吸收要小。为了进步出射光的比例，封装的外形是拱形或半球形，如许，光线从封装质料射向空气时，险些是垂直射到界面，于是不再产生全反射。 

3. 反射处分

反射处分主要有两方面，一是芯片里面的反射处分，二是封装质料对光的反射，通过内、外两方面的反射处分，来进步从芯片里面射出的光通比例，削减芯片里面吸收，进步功率LED成品的发光服从。从封装来说，功率型GLD210-LED三防灯珠通常是将功率型芯片装置在带反射腔的金属支架或基板上，支架式的反射腔普通是采取电镀方法进步反射结果，而基板式的反射腔普通是接纳抛光方法，有条件的还会进行电镀处分，但以上两种处分方法受模具精度及工艺影响，处分后的反射腔有必然的反射结果，但并不睬想。当前国内制作基板式的反射腔，因为抛光精度不及或金属镀层的氧化，反射结果较差，如许造成非常多光线在射到反射区后被吸收，无法按预期的目标反射出光面，从而造成终封装后的取光服从偏低。

我们经过多方面的研究和实验，研制成一种具备自立常识产权的应用有机质料涂层的反射处分工艺，通过这种工艺处分，使得反射到载片腔内的光线吸收非常少，能将大片面射到其上头的光线反射出光面。如许处分后的产品取光服从与处分以前相比可进步30%-50%。我们当前1W白光功率LED的光效可达 40-50lm/W(在远方PMS-50光谱剖析测试仪器上测试后果)，获得了非常好的封装结果。

4. 荧光粉选定与涂覆

对于白色功率型LED来说，发光服从的进步还与荧光粉的选定和工艺处分相关。为了进步荧光粉引发蓝色芯片的服从，先荧光粉的选定要合适，包含引发波长、颗粒度大小、引发服从等，需全面考核，两全各性格能。其次，荧光粉的涂覆要匀称，是比较发光芯片各个发光面的胶层厚度匀称，避免因厚度不均造成局部光线无法射出，同时也可改进光斑的质量。

良好的散热设计对进步功率型LED产品发光服从有着显著的好处，同时也是确保产品寿命和靠得住性的条件。而设计良好的出光通道，这里偏重指反射腔、添补胶等的布局设计、质料选定和工艺处分，可以有用进步功率型LED的取光服从。对功率型白光LED来说，荧光粉的选定和工艺设计，对光斑的改进和发光服从的进步也关紧张。