大功率LED封装结构的仿真设计.pdfVIP

( ) 　第24 卷第 1 期　　　　　　佛山科学技术学院学报 自然科学版 　 . 24 . 1 V o l N o 　2006 年 1 月　 ( ) . 2006 Jou rn a l o f Fo sh an U n iver sity N atu ra l Scien ce E d it ion J an ( ) 文章编号: 10080 17 1 2006 0 1002903 大功率L ED 封装结构的仿真设计 1 2 陈波 , 余彬海 ( 1. 武汉理工大学 机电工程学院, 湖北 武汉 430070; 2. 广东佛山国星光电科技有限公司, 广东 佛山 528000) 摘要: 设计针对大功率L ED 的光学结构进行分析, 建立大功率L ED 的光学仿真模型, 模拟L ED 光强分布曲线, 对实测数据和仿真结果进行了比较, 重点说明L ED 封装结构设计方法和思路, 最后总结了仿真设计的意义。 关键词: 大功率L ED ; 光学模型; 仿真 中图分类号: TN 29　　　　文献标识码: A 随着半导体材料和封装工艺的提高,L ED 的光通量和出光效率逐渐提高, 从而使固体光源成为可 能, 已广泛应用于交通灯、汽车照明、广告牌等特殊照明领域, 并且逐渐向普通照明领域过渡, 被公认为 有望取代白炽灯、荧光灯的第四代光源。 不同应用领域对 光源提出更高要求, 除了对 出光效率、光色有不同的要求, 而且对出光角 L ED L ED 度、光强分布有不同的要求。这不但需要上游芯片厂开发新半导体材料, 提高芯片制作工艺, 设计出满足 要求的芯片, 而且对下游封装厂提出更高要求, 设计出满足一定光强分布的封装结构, 提高L ED 外部的 光利用率。 1　大功率L ED 光学特征 1. 1　 光输出表示 L ED 　　 光输出一般用辐射度学的光通量、光强表示。光通量用于 L ED 描述 向外辐射能量的大小, 总光通量表示 向各个方向辐射 L ED L ED 光通量的总和, 一般用符号表示 v 。 光强用于描述L ED 发出的光沿空间各方向的分布, 用单位立体 角度内光通量来计算, 一般用符号 表示, 单位坎德垃。立体角 表 I v 2 示为被照射面积与半径平方的比值, 即 = 。为更形象说明两者 A R 的关系, 假设一 光源位于球心, 如图1 所示。取一个很小的立体 L ED 角 , 对应照射面积为 , 光通量为 1 , 则该方向光强为: v = 1= A I 图1　光通量与光强示意图 2 1 · 。 R A 1. 2　大功率L ED 配光曲线 　　 配光曲线用于描述光强