O LED, tamén coñecido como fonte de iluminación de cuarta xeración ou fonte de luz verde, ten as características de aforro de enerxía, protección ambiental, longa vida útil e pequeno tamaño. É amplamente utilizado en varios campos como indicación, visualización, decoración, retroiluminación, iluminación xeral e escenas nocturnas urbanas. Segundo as diferentes funcións de uso, pódese dividir en cinco categorías: visualización de información, luces de sinal, luminarias de automóbiles, retroiluminación da pantalla LCD e iluminación xeral.
As luces LED convencionais teñen deficiencias como o brillo insuficiente, o que leva a unha popularidade insuficiente. As luces LED de tipo potencia teñen vantaxes como un alto brillo e unha longa vida útil, pero teñen dificultades técnicas como o envasado. A continuación móstrase unha breve análise dos factores que afectan á eficiencia de captación de luz dos envases LED de tipo potencia.

1. Tecnoloxía de disipación de calor
Para os díodos emisores de luz compostos por unións PN, cando a corrente directa flúe pola unión PN, a unión PN experimenta perda de calor. Esta calor irradiase ao aire a través de adhesivos, materiais de encapsulación, disipadores de calor, etc. Durante este proceso, cada parte do material ten unha impedancia térmica que impide o fluxo de calor, coñecida como resistencia térmica. A resistencia térmica é un valor fixo determinado polo tamaño, estrutura e materiais do dispositivo.
Asumindo que a resistencia térmica do díodo emisor de luz é Rth (℃/W) e a potencia de disipación de calor é PD (W), o aumento de temperatura da unión PN causado pola perda de calor da corrente é:
T (℃)=Rth&TImes; PD
A temperatura da unión PN é:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Entre eles, TA é a temperatura ambiente. Debido ao aumento da temperatura da unión, a probabilidade de recombinación da luminiscencia da unión PN diminúe, o que resulta nunha diminución do brillo do díodo emisor de luz. Mentres tanto, debido ao aumento da temperatura causado pola perda de calor, o brillo do díodo emisor de luz xa non seguirá aumentando proporcionalmente coa corrente, o que indica un fenómeno de saturación térmica. Ademais, a medida que aumenta a temperatura da unión, a lonxitude de onda máxima da luz emitida tamén se desprazará cara a lonxitudes de onda máis longas, uns 0,2-0,3 nm/℃. Para os LED brancos obtidos mesturando po fluorescente YAG revestido con chips de luz azul, a deriva da lonxitude de onda da luz azul provocará un desajuste coa lonxitude de onda de excitación do po fluorescente, reducindo así a eficiencia luminosa global dos LED brancos e provocando cambios na cor da luz branca. temperatura.
Para os díodos emisores de luz de potencia, a corrente de condución é xeralmente de varios centos de miliamperios ou máis, e a densidade de corrente da unión PN é moi alta, polo que o aumento da temperatura da unión PN é moi importante. Para envases e aplicacións, como reducir a resistencia térmica do produto para que a calor xerada pola unión PN poida disiparse o antes posible, non só pode mellorar a corrente de saturación e a eficiencia luminosa do produto, senón tamén mellorar a fiabilidade e vida útil do produto. Para reducir a resistencia térmica do produto, a selección de materiais de embalaxe é especialmente importante, incluíndo disipadores de calor, adhesivos, etc. A resistencia térmica de cada material debe ser baixa, o que require unha boa condutividade térmica. En segundo lugar, o deseño estrutural debe ser razoable, cunha coincidencia continua da condutividade térmica entre os materiais e unhas boas conexións térmicas entre os materiais para evitar pescozos de botella de disipación de calor nas canles térmicas e garantir a disipación da calor desde as capas internas ás externas. Ao mesmo tempo, é necesario asegurarse do proceso de que a calor se disipe de forma oportuna segundo as canles de disipación de calor previamente deseñadas.

2. Selección do adhesivo de recheo
Segundo a lei da refracción, cando a luz incide dun medio denso a un medio escaso, a emisión total prodúcese cando o ángulo incidente alcanza un determinado valor, é dicir, maior ou igual ao ángulo crítico. Para as chips azuis de GaN, o índice de refracción do material GaN é 2,3. Cando se emite luz dende o interior do cristal cara ao aire, segundo a lei da refracción, o ángulo crítico θ 0=sin-1 (n2/n1).
Entre eles, n2 é igual a 1, que é o índice de refracción do aire, e n1 é o índice de refracción de GaN. Polo tanto, calcúlase que o ángulo crítico θ 0 é duns 25,8 graos. Neste caso, a única luz que se pode emitir é a luz dentro do ángulo sólido espacial de ≤ 25,8 graos. Segundo os informes, a eficiencia cuántica externa dos chips GaN está actualmente en torno ao 30% -40%. Polo tanto, debido á absorción interna do cristal de chip, a proporción de luz que se pode emitir fóra do cristal é moi pequena. Segundo os informes, a eficiencia cuántica externa dos chips GaN está actualmente en torno ao 30% -40%. Do mesmo xeito, a luz emitida polo chip debe atravesar o material de embalaxe e transmitirse ao espazo, e tamén hai que ter en conta o impacto do material na eficiencia da recollida de luz.
Polo tanto, para mellorar a eficiencia de captación de luz dos envases de produtos LED, é necesario aumentar o valor de n2, é dicir, aumentar o índice de refracción do material de embalaxe, para aumentar o ángulo crítico do produto e así aumentar o ángulo crítico do produto. mellorar a eficiencia luminosa do envase do produto. Ao mesmo tempo, o material de encapsulamento debe ter menos absorción de luz. Para aumentar a proporción de luz emitida, o mellor é ter unha forma arqueada ou semiesférica para o envase. Deste xeito, cando se emite luz do material de embalaxe ao aire, esta é case perpendicular á interface e xa non sofre reflexión total.

3. Tratamento da reflexión
Hai dous aspectos principais do tratamento de reflexión: un é o tratamento de reflexión dentro do chip e outro é o reflexo da luz polo material de embalaxe. A través do tratamento de reflexión interna e externa, aumenta a proporción de luz emitida dende o interior do chip, redúcese a absorción dentro do chip e mellora a eficiencia luminosa dos produtos LED de potencia. En termos de embalaxe, os LED de potencia adoitan montar chips de tipo potencia en soportes metálicos ou substratos con cavidades reflectoras. A cavidade reflectora do tipo soporte adoita estar chapada para mellorar o efecto de reflexión, mentres que a cavidade reflectora do substrato adoita ser pulida e pode someterse a un tratamento de galvanoplastia se as condicións o permiten. Non obstante, os dous métodos de tratamento anteriores están afectados pola precisión e o proceso do molde, e a cavidade reflectora procesada ten un certo efecto de reflexión, pero non é ideal. Na actualidade, na produción de cavidades reflectoras de tipo substrato en China, debido á insuficiente precisión de pulido ou á oxidación dos revestimentos metálicos, o efecto de reflexión é pobre. Isto resulta en que se absorbe moita luz despois de chegar á área de reflexión, que non se pode reflectir na superficie emisora ​​de luz como se esperaba, o que leva a unha baixa eficiencia de recollida de luz despois do envasado final.

4. Selección e revestimento de po fluorescente
Para o LED de potencia branca, a mellora da eficiencia luminosa tamén está relacionada coa selección de po fluorescente e o tratamento do proceso. Para mellorar a eficiencia da excitación do po fluorescente dos chips azules, a selección do po fluorescente debe ser axeitada, incluíndo a lonxitude de onda de excitación, o tamaño das partículas, a eficiencia da excitación, etc., e debe realizarse unha avaliación exhaustiva para considerar varios factores de rendemento. En segundo lugar, o revestimento do po fluorescente debe ser uniforme, preferiblemente cun espesor uniforme da capa adhesiva en cada superficie emisora ​​de luz do chip, para evitar un espesor desigual que poida facer que a luz local non poida ser emitida, e tamén mellorar o calidade do punto luminoso.

Visión xeral:
Un bo deseño de disipación de calor xoga un papel importante na mellora da eficiencia luminosa dos produtos LED de potencia e tamén é un requisito previo para garantir a vida útil e a fiabilidade do produto. Unha canle de saída de luz ben deseñada, centrada no deseño estrutural, na selección de materiais e no tratamento do proceso de cavidades reflectoras, adhesivos de recheo, etc., pode mellorar de forma efectiva a eficiencia de captación de luz dos LED de potencia. Para o LED branco de tipo de potencia, a selección do po fluorescente e o deseño do proceso tamén son cruciais para mellorar o tamaño do punto e a eficiencia luminosa.