Ch03LED结构设计.pdf

第三章 LED的结构与设计 1. LED的基本结构 2. 白光LED的制作 3. LED 的芯片结构简介 4. 影响光效的设计因素 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （一）LED安装功率分类 大功率LED封装示意图 单芯片大尺寸LED 人们常将毫瓦级（mW)LED称为小功率LED，将瓦级(W)功 率LED称为大功率LED，一般瓦级LED封装含有单芯片大 尺寸和多芯片小尺寸两种。 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （一）LED散热特点 一般情况下，LED 发 光波长随温度的变化 率为0.2~0.3nm/ ℃， 在室温附件，温度每 升高1℃，LED发光强 度相应减少1%，LED 热量主要由芯片工作 产生，右图为常见的 LED灯泡散热方式。 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （二）小功率LED基本结构 小功率LED 的发光过程包括正向偏压下的载流子 注入、复合辐射和光能传输三部分。 小功率LED 的基本结构是 将一块电致发光的半导体 材料至于一个有引线的架 子上，然后四周用环氧树 脂密封，起到保护内部芯 片的作用，LED抗振性好， 引脚式小功率LED 的结构 示意图如右图所示。 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （三）大功率LED基本结构 大功率LED主要由芯片、封装系统等组成。由于 其功率大，单位时间内产生的热量多，需要尽快 将热量传导出去，因而大功率LED 的结构比小功 率LED要复杂的多。下图为一个单芯片大功率 LED封装后剖视图。 （三）大功率LED基本结构 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （三）大功率LED基本结构 1 功率型封装结构 结合Luxeon系列LED来说明，Luxeon系列功率LED是将 AlGalnN功率型倒装芯片倒装焊接在具有焊料凸点的硅载 体上，然后把完成倒装焊接的硅载体装入热沉与管壳中， 键合引线进行封装。 功率型 封装结 构 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （三）大功率LED基本结构 2 COB型封装结构LED COB （Chip On Board ）封装可将多颗芯片直接封装在基 板，通过基板直接散热，不仅能减少支架的制造工艺及其 成本，还具有减少热阻的散热优势。COB成为未来灯具 化设计的主流方向。COB封装的LED模块在底板上安装 了多枚LED芯片，使用多枚芯片不仅能够提高亮度，还有 助于实现LED芯片的合理配置，降低单个LED芯片的输 入电流量以确保高效率。而且这种面光源能在很大程度上 扩大封装的散热面积，使热量更容易传导至外壳。 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （三）大功率LED基本结构 2 COB型封装结构LED COB 型封 装 第三章 LED的结构与设计 一. LED的基本结构 （三）大功率LED基本结构 3 名词解释 封装：LED （发光二极管）封装是指对发光芯片的封装， 相比集成电路封装有较大不同。LED 的封装不仅要求能 够保护灯芯，而且还要能够透光，所以LED 的封装对封 装材料有特殊的要求，同时LED封装要求完成输出电信 号，保护芯片及驱动电路等正常工作。输出包括可见光、 电参数，还有光参数的设计及技术要求。 热沉，是指它的温度不随传递到它的热能的大小变化， 它可以是大气、大地等物体。在LED领域，一般是指将 由芯片产生的热量导向封装体外面的部分。