第三章 制作白光LED.ppt

4、多芯片散热问题 多芯片集中封装在一个器件中，热量的散发会更加困难。因此在制作RGB三基色光混合成白光时，特别要注意散热的问题。这三种芯片其温度特性不一样，温度变化会引起色温偏差。 二、RGB三基色合成白光制作注意事项 注意事项中的三项与光学有关、一项与热学有关 本章小结 几种主要的白光LED制作效果  结 束 * * 出光通道：封装胶的材料和过渡层的折射率 电流通道：封装材料的热胀冷缩系数选配好，特别是金丝能否经受大电流的冲击 热通道：固晶胶与共晶焊接,芯片与热沉的接触面积要大,散热快 注意:三种通道最好都是独立的,不要共用,特别是电流通道和热通道 2、W级功率白光LED的光、电、热问题 三、大功率白光LED的制作 W级功率白光LED的色温分布是怎样的？光强的分布情况是怎样的？ 热阻大小是多少？ 经过一段时间连续点亮，它的光通量衰减曲线是怎样的？色温有什么变化？反向漏电有什么变化？ 3、评价W级功率白光LED的指标 三、大功率白光LED的制作 3.2 白光LED的可靠性及使用寿命 一旦光通量下降至初始值的50%后，或者色温 变化大，超过额定标准，则该光源的有效使用 寿命终止，这段时间称为光通量的半衰期，即 该光源的半光衰寿命，简称白光LED的寿命。 白光LED的寿命 1 芯片良好的导热性 2 芯片抗静电性能 3 芯片抗浪涌电压和电流等 一、影响白光LED寿命的主要因素 电路在遭雷击和在接通、断开电感负载或大型负载时常常会产生很高的操作过电压，这种瞬时过电压（或过电流）称为浪涌电压（或浪涌电流），是一种瞬变干扰。 浪涌电压(电流) 返回 1、封装方法 封装材料:固晶胶(L/V) 支架材料:铜/铁 2、Pn结的工作温度 110~120度 考虑长期工作的情况下，pn 结尽量保持在 100℃左右。当 LED芯片内结温升高10℃时，光通量就会衰减1%，LED芯片发光的主波长就会漂移1～2 nm 二、工艺流程对白光LED寿命的影响 蓝光LED芯片的衰减 荧光粉衰减 试验探究: （一）白光LED和蓝光LED 1、同等条件对比，发现白光衰减要比蓝光衰减快。疑问：荧光粉？ 三、引起白光LED快速衰减的主要原因 两种观点 2、白光色度坐标LED向黄色调方向变化。否定：荧光粉 3、蓝光LED与白光LED光线在器件内部行程对比。结论：荧光粉层附近的短波长辐射和热量高度集中，造成环氧树脂“黄变” 白光LED快速衰减的主要原因 （二）同一蓝光芯片与不同的荧光粉 激发光谱峰值波长为460nm+5nm，发射波长有540nm、550nm、560nm三种，光通量如图所示 结论：同一种蓝光芯片激发不同杂质的荧光粉，将导致发射不同的黄光波长，因而混合而成的白光也有不同的衰减。 白光LED快速衰减的主要原因 （三）同一种蓝光芯片与同一种荧光粉 涂在蓝光芯片上厚度不同 结论：涂得较厚的荧光粉比涂得较薄的荧光粉的芯片，其白光衰减较快，如图所示。 白光LED快速衰减的主要原因 结论：引起白光衰减的原因有很多，要根据实际情况进行分析，然后用实验证实。 §3.3 荧光粉 全世界在该领域的专利申请总量已超过500件，其中90%是无机荧光粉材料。 在LED荧光粉发明专利申请量中，红色和绿色荧光粉均约占30%，蓝色荧光粉接近20%，黄色荧光粉超过20%，白色荧光粉仅约为1%。 从无机荧光材料发明专利申请量看，稀土（比如Ce3+）激活的石榴石荧光粉位居首位（约占26%），其次是铝酸盐或稀土激活的铝酸盐；接下来是硅酸盐或稀土激活的（卤）硅酸盐等。 LED荧光粉及其制造技术领域发明专利排名第一位的是日本，其专利申请总量占据全世界的一半。我国大陆关于荧光粉的专利申请量排在世界第二；美国排名第三。 荧光粉材料及其专利技术 1. 荧光粉的使用 就白光LED而言，荧光粉的使用是否合理，对其发光效率影响较大。 首先要选用与芯片波长相匹配的高受激转换效率的荧光粉； 其次是选用合适的载体胶调配荧光粉，并使其以良好的涂布方式均匀而有效地覆盖在芯片的表面及四周，以达到最佳的激发效果。 荧光粉的使用 传统上将荧光胶全部注满反射杯的做法： （1）不但涂布均匀性得不到保障， （2）而且会在反射腔体中形成荧光粉的漫射分布，造成不必要的光泄漏损失，既影响光色的品质，又会使LED光效降低。 采用荧光粉薄膜式涂布可以解决上述问题： 普通用的荧光粉是粉状的，因此不能将粉状的物质覆盖在芯片上，必须是液态的，但是也不可能把荧光粉变成液态的，因为荧光粉的组分是重金属和稀有金属。