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LED封装的取光效率分析

　一、影响取光效率的封装要素

　　1.散热技术

　　对于由PN结组成的发光二极管，当正向电流从PN结流过时，PN结有发热损耗，这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等，辐射到空气中，在这个过 程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗，也就是热阻，热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。2835,5050,都是SMD表贴式LED封装形式的成品灯尺寸。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W)，热耗散功率 为PD(W)，此时由于电流的热损耗而引起的PN结温度上升为：

　　T(℃)=Rth×PD。

　　PN结结温为：

　　TJ=TA+ Rth×PD

　　其中TA为环境温度。LED汽车大灯更换灯泡技巧汽车大灯的更换只需稍微具备一定的动手技能就可以单独完成，但是在更换大灯之前一定要了解自己车辆大灯的型号，用户可以察看自己车上取下的灯泡，在灯泡底部会有具体的型号标注。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。同时，由于热损耗引起的温升，发光二极管亮度将不再继续随着电流成比例提高，即显示出热饱和现象。另外，随着结温的上升，发光的峰值波长也将向长波方向漂移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说，蓝光波长的漂移，会引起与荧光粉激发波长的失配，从而降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。

　　对于功率发光二极管来说，驱动电流一般都为几百毫安以上，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。5、若灯亮，则表示灯珠功能上基本无碍，若不亮灯，将红黑表笔交换再测试一下。对于封装和应用来说，如何降低 品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可提高产品的饱和电流，提高产品的发光效率，同时也提高了产品的可靠性和寿命。为了降低产品的热阻， 首先封装材料的选择显得尤为重要，包括热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低，即要求导热性能良好。其次结构设计要合理，各材料间的导热性能连续匹配，材料之 间的导热连接良好，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。同时，要从工艺上确保，热量按照预先设计的散热通道及时的散发出去。

　　2.填充胶的选择

　　根据折射定律，光线从光密介质入射到光疏介质时，当入射角达到一定值，即大于等于临界角时，会发生全发射。以GaN蓝色芯片来说，GaN材料的折射率是2.3，当光线从晶体内部射向空气时，根据折射定律，临界角θ0=sin-1(n2/n1)。

　　其中n2等于1，即空气的折射率，n1是GaN的折射率，由此计算得到临界角θ0约为25.8度。注意事项1、LED工矿灯和驱动电源必须安装于空旷的位置，有利于散热。在这种情况下，能射出的光只有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光，据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右，因此，由于芯片晶体的内部吸收，能射出到晶体外面光线的比例很少。据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同样，芯片发出的光要透过封装材料，传送到空间，也要考虑材料对取光效率的影响。

　　所以，为了提高LED产品封装的取光效率，必须提高n2的值，即提高封装材料的折射率，以提高产品的临界角，从而提高产品的封装发光效率。确定型号后，开始更换大灯前Zuii好将保证车辆熄火，拔掉车钥匙，待发动机完全冷却。同 时，封装材料对光线的吸收要小。为了提高出射光的比例，封装的外形hao是拱形或半球形，这样，光线从封装材料射向空气时，几乎是垂直射到界面，因而不再产 生全反射。

　　3.反射处理

　　反射处理主要有两方面，一是芯片内部的反射处理，二是封装材料对光的反射，通过内、外两方面的反射处理，来提高从芯片内部射出的光通比例，减少芯片内部吸收，提高功率LED成品的发光效率。选择普通的LED灯具可能价格能接受，但是使用安全性没保障，灯具三天两头更换，会给我们的工作带来很多不便利，一般的厂房楼层高都比较高，更换灯具需要用专业的扶梯或者升降车，这更增加了我们的隐形投入成本。从封装来说，功率型LED通常是将功率型芯片装配在带反射腔的金属支架或基板上，支架式的反射腔一般是采取电镀方式提高反射效果，而基板式的反射腔一般是采用抛光方式，有条件的还会进行电镀处理，但以上两种处理方式受模具精度及工艺影响，处理后的反射腔有一定的反射效果，但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔，由于抛光精度不足或金属镀层的氧化，反射效果较差，这样导致很多光线在射到反射区后被吸收，无法按预期的目标反射至出光面，从而导致终封装后的取光效率偏低。

　　我们经过多方面的研究和试验，研制成一种具有自主知识产权的使用有机材料涂层的反射处理工艺，通过这种工艺处理，使得反射到载片腔内的光线吸收很少，能将大部分射到其上面的光线反射至出光面。（1）蓝光LED+不同色光荧光粉利用蓝光LED配合黄色YAG荧光粉的白光LED封装技术是较为成熟的，但是均匀度的问题、色温偏高显色指数不理想的问题，迟迟无法解决。这样处理后的产品取光效率与处理之前相比可提高30%-50%。我们目前1W白光功率LED的光效可达 40-50lm/W(在远方PMS-50光谱分析测试仪器上测试结果)，获得了很好的封装效果。

　　4.荧光粉选择与涂覆

　　对于白色功率型LED来说，发光效率的提高还与荧光粉的选择和工艺处理有关。比如：一个电源设计时的一个前期方案，产品简介、标准规范依据、安全规格依据、电性能期望值、工艺要求、原材料评估、测试方法等等都要形成系统文件。为了提高荧光粉激发蓝色芯片的效率，首先荧光粉的选择要合适，包括激发波长、颗粒度大小、激发效率等，需全mian考核，兼顾各个性能。其次，荧光粉的涂覆要均匀，hao是相对发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀，以免因厚度不均 造成局部光线无法射出，同时也可改善光斑的质量。

　　二、结论

　　良好的散热设计对提高功率型LED产品发光效率有着显着的作用，同时也是确保产品寿命和可靠性的前提。5点间距计算方法点间距是每个像素点到每一个相邻像素点之间的中心距离。而设计良好的出光通道，这里着重指反射腔、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺处理，可以有效提高功率型LED的取光效率。对功率型白光LED来说，荧光粉的选择和工艺设计，对光斑的改善和发光效率的提高也至关重要。

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LED散热

　　由于目前半导体发光二极管晶片技术的限制，LED的光电转换效率还有待提高，尤其是大功率LED，因其功率较高，大约有60%以上的电能将变成热能释放（随着半导体技术的发展，光电转换效率会逐渐提高），这就要求终端客户在应用大功率LED产品的时候，要做好散热工作，以确保大功率LED产品正常工作。”一旦单颗LED封装的发光效率及总出光亮度发生变化，整个LED发光模块、二次光学设计及电源、驱动电路也必然随之更动以便匹配调适来符合原版灯具设计的照明效果。

　　1．散热片要求：

　　外型与材质：如果成品密封要求不高，可与外界空气环境直接发生对流，建议采用带鳍片的铝材或铜材散热片。

　　2．有效散热表面积：

　　对于1W大功率LED 白光（其他颜色基本相同）推荐散热片有效散热表面积总和≥50-60平方厘米。对于3W产品，推荐散热片有效散热表面积总和≥150平方厘米，更高功率视情况和试验结果增加，尽量保证散热片温度不超过60℃。

　　3．连接方法：

　　大功率LED基板与散热片连接时请保证两接触面平整，接触良好，为加强两接触面的结合程度，建议在LED基板底部或散热片表面涂敷一层导热硅脂（导热硅脂导热系数≥3.0W/m.k），导热硅脂要求涂敷均匀、适量，再用螺丝压合固定。

   奕博光电系一家集研发、设计、生产、销售为一体的综合型企业，经营项目主要包括直插led灯珠、led食人鱼、贴片led、大功率led等等，如有需要欢迎拨咨询电话与我们联系，我们将竭诚为您服务！

如何区分红外线接收头的故障部位？

一旦确定红外线接收头电路工作不正常，就可以按以下方法区分故障来自哪一部分电路，即高放级、超再升级还是放大、整i形电路。

检查放大、整i形电路时，信号的输入椭出点是查找故障的关键点。1、观察灯珠的外观2、区分灯珠的阴极与阳极3、万用表档位调至“晶体管档”4、万用表红笔与灯珠阳极接触体接触，万用表黑笔与阴极接触体接触。具体方法是用遥控器发射信号，用示波器观察放大、整i形电路有无信号输入，如有信号波形，说明高放电路、超再升电路基本正常，故障在放大、整i形电路；如测不到信号，则故障在超再升电路之前。对放大、整i形电路的检修，可以测量引脚电压，并和正常值对照，如果不正常，多为集成电路本身损坏。

对超再升电路的检修，可以先检查晶体管的直流电压，如不正常，检查直流偏置电路或晶体管本身；直流偏置电压正常后，再检查交流反馈电路，对贴片电容i好用代换法。

对高频放大电路的检修，也采取先检查高放管的直流工作点后检查耦合元件的方法，一般不难找到故障元件。

奕博工厂是一家集开发、生产、销售、售后服务为一体的光电照明高科技企业，采用先进的生产设备以及专业的技术人才，不断地引进先进的技术及管理经验，致力向新老客户提供高品质的产品服务和设计解决方案。还可以翻看车辆保养手册，大部分车型保养手册的易损件列表里都有注明。奕博专业生产SMD贴片LED灯珠、插件LED灯珠、食人鱼LED灯珠、红外线发射管等等。