Power LED paketleme teknolojisi veya LED endüstrisinde reformları teşvik edecek
Geleneksel LED aydınlatma akısı ile akkor lambalar, flüoresan lambalar ve diğer ışık kaynakları arasında bir boşluk vardır.LED aydınlatmanın geliştirilmesi, ışık verimliliğini ve ışık akısını mevcut aydınlatma kaynaklarının seviyesine yükseltmelidir, bu da daha yüksek bir LED paketleme teknolojisini ortaya koymaktadır. Gereksinimler, güç LED ambalajı ortaya çıktı.
Aydınlatma alanındaki LED ışık kaynakları için gereklilikler
Güç LED aydınlatmasının geleneksel aydınlatmanın yerini alması için birçok gereksinim vardır. Bunlar arasında, ışık verimliliği, giriş gücü, tek ışık akısı, güvenilirlik (daha düşük arıza oranı, daha uzun ömür vb. Dahil) ve optik özellikler (renk sıcaklığı, ışık yönlendirmesi, renk oluşturma vb. Dahil) açısından daha yüksek gereksinimleri vardır. Işık akısının daha düşük maliyete ihtiyacı vardır. Mevcut ABD yarı iletken aydınlatma geliştirme planı (Tablo 1), LED aydınlatmanın çeşitli göstergeleri için açık gereksinimleri ortaya koymaktadır. Şu anda, çeşitli göstergelerin gerçekleştirilmesini teşvik etmek için LED ambalajın temel teknolojilerinde iyileştirmeler yapılmaktadır.
(ABD yarı iletken aydınlatma teknolojisi geliştirme planı (2002-2020)) Tablo 1 ABD yarı iletken aydınlatma geliştirme planı
Ambalaj teknolojisindeki gelişmeler
1. Işık verimliliğini artırın
Paket yapısının ışık verimi ve çipin ışık verimi birlikte LED'in ışık verimini belirler. Şu anda, LED'in ışık verimliliği, çipin ışık verimini iyileştirerek, ışık çıkarma verimliliğini artırarak, ışığı LED tüp gövdesinden çıkarma verimliliğini artırarak, LED'in termal direncini azaltarak ve fosforun uyarma verimliliğini artırarak iyileştirilebilir.
Şu anda, çip üretim teknolojisinin gelişmesiyle cipslerin ışık verimliliği artmaya devam etmekte ve farklı uygulamalara ve LED paketleme yapısının özelliklerine göre paketleme için uygun ve verimli cipsler seçilebilmektedir. Şu anda mevcut yongalar arasında HPnin TS yongaları, CREEnin WB yongaları, takla yongaları, pürüzlendirilmiş yüzeyler, ITO yongaları vb.
Çip seçildikten sonra, çip tarafından yayılan ışık daha verimli bir şekilde çıkarılabilir ve LED'in ışık verimini daha da iyileştirmek için dışa aktarılabilir. Işık çıkarma açısından, ışık kanalının kırılma indisi ile çip yüzeyindeki bağlama malzemesinin kırılma indisi ile çip ışık yayan tabakanın kırılma indisi arasında büyük bir fark varsa, çip yüzeyindeki toplam yansımanın kritik açısı çok küçük olacaktır ve çipin yaydığı ışığın sadece bir kısmı olabilir. Etkili kullanım, ışığın bir kısmı toplam yansıma nedeniyle çipin içinde hapsolur, bu da düşük ışık çıkarma verimine neden olur ve bu da LED'in ışık verimini etkiler.
Işık çıkarma verimini etkili bir şekilde iyileştirmek için, yapıştırma malzemesinin kırılma indisinin çip yüzeyinde ve yonga yüzey malzemesinin kırılma indisinin mümkün olduğunca eşleştirilmesi gerekir. Yonga yüzeyiyle yapıştırmak için yüksek kırılma indisine sahip esnek bir silikon malzeme kullanılabilirse, ışık çıkarma verimliliği iyileştirilebilir ve bağlantı telleri ve yonga stresten iyi korunabilir. Ek olarak, flip-chip paketlenmiş LED'in ışık yayan kanalının kırılma indisi eşleşme derecesi, normal yonganınkinden daha iyidir, bu nedenle ışık yayma verimliliği daha yüksektir.
Şekil 1 Işığın farklı ortamların arayüzünde kırılması ve yansıması
Işık aktarımı açısından, ışığın verimli bir şekilde LED tüpün dışına aktarılabilmesi için iyi tasarlanmış bir ışık çıkış kanalının tasarlanması gerekir. Yansıtıcı boşluğun ve merceğin tasarımını, ışık çıkış kanalındaki çeşitli malzemelerin eklem arayüzünün tasarımını ve kırılma indisinin eşleşmesini ve ayrıca ışık çıkış kanalındaki gereksiz ışık emilimini ve sızıntısını en aza indirmeyi içerir. Ek olarak, yüksek ışık geçirgenliği, iyi kırılma indisi uyumu, UV direnci, sararma önleyici, yüksek sıcaklık toleransı ve iyi stres özelliklerine sahip ışık çıkış kanalı malzemelerinin seçilmesi de gereklidir.
Fosfor kullanımıyla ilgili olarak, fosfor kullanımının makul olup olmadığı, LED aydınlatma üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir. Geleneksel yöntem, yansıtıcı kabı kaplamanın tekdüzeliğini garanti etmeyecek ve floresan tozunun dağınık dağılımını oluşturacak, ışık sızmasına neden olacak, ışık rengi kalitesini etkileyecek ve LED'in ışık verimliliğini azaltacak floresan yapıştırıcı ile doldurmaktır. Bu sorunu çözmek için fosfor film kaplama yöntemi kullanılır. İlk olarak, yüksek uyarılmış dönüşüm verimliliğine sahip fosfor, çip dalga boyuna uymalıdır ve ikinci olarak, fosforu hazırlamak için uygun bir taşıyıcı tutkal seçmek ve iyi sonuçlar elde etmek için çipin yüzeyini ve çevresini eşit ve etkili bir şekilde kaplamak için iyi bir kaplama yöntemini benimsemek gerekir. .
Şekil 2 Geleneksel kaplama ile film kaplama arasındaki fark
Termal direncin azaltılması açısından, LED'in kendisi tarafından üretilen ısı, çipin bağlantı sıcaklığının yükselmesine neden olacak ve böylece çipin ışık verimini azaltacaktır. Power LED paketleme, paketleme yapısının ısıl direncini azaltmak için mükemmel ısı yayma teknolojisini benimseyebilir, böylece LED içindeki ısı mümkün olan en kısa sürede dağıtılabilir ve dağıtılabilir, böylece çipin bağlantı sıcaklığını düşürür, ışık verimliliğini artırır ve LED aydınlatmanın ışık verimliliğini sağlar.
2. LED'lerin optik özelliklerini iyileştirin
LED'lerin optik özelliklerinin iyileştirilmesi iki açıdan yapılabilir: ışık yoğunluğunun uzamsal dağılımını ayarlama ve renk sıcaklığını ve renk geriverimini iyileştirme.
Geleneksel ışık kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, LED aydınlatmanın yönlülüğü daha güçlüdür ve yönlülük, aydınlatma verimliliğini artırmak ve daha iyi aydınlatma efektleri elde etmek için kontrol edilebilir. İlk olarak, ışık kanalı, çipin ışık yaymasının dağılım özelliklerine ve LED'in nihai ışık yoğunluğu dağılımının gerekliliklerine göre tasarlanmalıdır. İkincisi, açık rengin tekdüzeliğini iyileştirmektir.İşlem, taşıyıcı tutkalı ve fosforları karıştırmak ve bunları çipe uygulamaktır. Şu anda, beyaz LED ışık üretmek için en yaygın kullanılan teknik yol "mavi çip + sarı fosfor" dur. Fiili işlemde, fosforun kaplama miktarını ve homojenliğini kavramak zordur.Operasyon sorunları nedeniyle beyaz ışık renginin dengesiz olmasına neden olacaktır.Işık kanalının tasarlanması, fosfor hazırlama sürecini iyileştirmek ve fosforu makul bir şekilde seçmek gerekir. Parçacık boyutu, taşıyıcı tutkalın viskozite özelliklerini kavrama ve floresan tutkal kaplama yöntemini ve biçimini iyileştirme gibi ışık ve rengin tekdüzeliğini iyileştirmenin yolları.
Ek olarak, geleneksel beyaz LED'lerin renk sıcaklığını kontrol etmek zor olduğundan, renksel geriverim zayıftır (Ra
3. LED'in tek ışık akısını ve giriş gücünü iyileştirin
LED aydınlatmanın küçük ışık akısı, uygulamasının ve tanıtımının belirli sınırlamalara neden olmasını sağlar; giriş gücü de küçüktür ve birlikte çalışmak için daha fazla çevresel uygulama devreleri gerektirir. Bu nedenle, LED aydınlatmayı desteklemek için, LED'in tek ışık akısı ve giriş gücü arttırılmalıdır.
En doğrudan yol, daha büyük bir tek ışık akısı elde etmek için belirli bir giriş gücü koşulunda LED'in ışık verimini artırmaktır ve en yaygın olarak kullanılan yöntem, çok çipli yüksek yoğunluklu entegre paket güç LED'idir. Ek olarak, geniş alanlı çip paketleme LED'leri kullanmak ve çalışma akımını artırmak da bu amaca ulaşabilir. Yukarıdaki teknik yolda, ısı yayma teknolojisi çok önemlidir. LED'in ısı yayma kapasitesinin iyileştirilmesi ve termal direncin azaltılması temel garantidir.
Yukarıdaki faktörlere ek olarak, yüksek fiyatlar da LED aydınlatmanın tanıtımında bir darboğazdır. Paketleme teknolojisi söz konusu olduğunda, LED'lerin maliyetini düşürmek için, olgun ve uygulanabilir teknik yolların sorunlarını çözmek gerekir; basit, güvenilir ve kolay endüstriyel üretim süreci yöntemleri; genelleştirilmiş ürün tasarımı; yüksek ürün performansı ve güvenilirliği; yüksek verim ve diğer konular .
Sonuç
LED'ler için birçok paketleme teknolojisi arasında, power LED paketleme teknolojisi iyi bir uygulama potansiyeline sahiptir. Power LED paketleme teknolojisinin geliştirilmesi, LED'lerin ışık verimini, tek ışık akısını ve giriş gücünü daha da artırabilir ve LED aydınlatma endüstrisinin gelişimi için büyük önem taşıyan LED'lerin optik özelliklerini iyileştirebilir.
