应用石墨片导热层压封装COB LED光源及其热性能

研究了加石墨片导热层的层压封装COB LED光源的热性能和水下环境运行的可靠性。采用COB技术制备了COB LED光源,并在COB LED光源和平面铝基板散热器之间加石墨片进行真空层压封装,然后对层压封装的COB LED光源模组进行了光谱和热性能实验。在900 mA恒流驱动条件下,测得COB LED光源的电压温度系数为-0.3 mV/K;对石墨片导热层层压封装的COB LED光源模组和未加石墨片的模组在水温25℃水环境下进行了运行对比实验,结果发现运行结温分别为49.28℃和63.67℃。实验结果表明,层压封装COB LED光源用石墨片导热层能有效降低运行结温,并适合在常温水下照明应用。     

大功率LED用封装基板研究进展

LED被称为第四代照明光源及绿色光源,近几年来该产业发展迅猛.由于LED结温的高低直接影响到LED的出光效率、器件寿命和可靠性等,因此散热问题已经成为大功率LED产业发展的瓶颈.文章阐述了大功率LED基板的封装结构和散热封装技术的发展状况,从基板的结构特点、导热性能及封装应用等方面分别介绍了金属芯印刷电路基板、覆铜陶瓷...     

远程荧光LED球泡灯热仿真分析

采用FloEFD流体分析软件分析了改变LED散热器翅片数和基板厚度对LED球泡灯热量的影响。首先对LED芯片进行仿真,然后用蓝宝石替换LED芯片其他部分简化后仿真,将两者进行了对比。接着对远程荧光LED集成封装光源进行了热模拟,发现将大功率芯片集成在铝基板上,工作时产生的热量非常大,模拟时芯片的结温在159.9℃,超过了LED正常工作结温,所以仅仅依靠铝基板难以达到散热要求。最后对LED球泡灯散热器不同翅片数和不同基板厚度分别进行了热仿真,得出当翅片数为16,基板厚度为2mm时,LED球泡灯的整体散热良好,模拟结果显示LED芯片的温度只有83.8℃,完全满足散热要求。     

阳极氧化铝基板封装LED的结温与热阻的研究

采用阳极氧化法制备了氧化铝薄膜铝基板,并将3种功率(1W、3W、5W)的3种颜色(红、蓝、绿)的9种LED分别封装在所制备的铝基板和深圳光恒光电公司的铝基板上,利用正向压降法测试了其结温和热阻,发现:在LED颜色和功率相同的情况下,自制阳极氧化铝基板封装的LED的结温比封装在光恒铝基板上的低2.8～19.4℃,热阻低1.8～9.0K/W,表明自制铝基板的散热性能更优。     

一种非接触大功率白光LED结温测量方法

本文以不同色温类型的1W大功率白光LED为研究对象,通过改变工作电流和环境温度,对LED的结温和光谱之间的关系进行了研究。研究结果表明,无论对冷白光LED还是对暖白光LED,无论是电流还是环境温度引起的结温的变化,LED管光谱中白光光谱积分与蓝光光谱积分比值(R=W/B)都随结温呈现线性变化。因此,可以利用LED的辐射光谱进行结温的非接触快速测量是可行的,其最大的优点是不需要破坏器件的封装或LED灯具的整体性,是一种理想的结温测量方法。     

大功率集成封装白光LED模组的散热研究

采用有限元分析软件ANSYS,分别对基于均温基板和金属芯印刷电路板结合太阳花散热器的100 W的大功率集成封装白光LED进行了热分析。结果发现:(1)相比金属芯印刷电路板,均温基板提高了LED芯片的均温性,可使每个LED芯片的温度分布一致,且每个芯片的最高温度比最低温度仅高1.1℃,避免了局部热点,从而提高了大功率集成封装白光LED的可靠性,保证了它的寿命。(2)太阳花散热器非常适合大功率集成封装白光LED模组的散热。因此对于大功率集成封装白光LED模组而言,均温基板结合太阳花散热器是一种有效的散热方式。     

全铜通孔柔性LED封装热学性能仿真分析

柔性基板封装(COF)是一种新型LED封装形式。本研究在柔性基板中的高分子绝缘层(PI)中添加全铜通孔,通过有限元仿真分析全铜通孔对LED封装热学性能的影响。研究结果表明：在柔性LED封装中,PI层热阻最大,是导致芯片结温高的主要因素。PI层中全铜通孔的添加使PI层热阻大幅降低,显著提升LED封装的垂直散热能力。基于仿真计算结果,建立了PI层中添加全铜通孔数量与LED封装热阻间的对应关系。针对本研究中的封装结构,采用8*8 的全铜通孔阵列对LED封装的热学性能提升效果显著。     

大功率白光LED的结温测量

大功率LED器件的结温是其热性能的重要指标之一,温度对LED的可靠性产生重要的影响。采用板上封装的方法,利用大功率芯片结合金属基板封装出了大功率白光LED样品,利用LED光强分布测试仪测试了器件的I—V曲线,用正向电压法测量了器件的温度敏感系数,进而通过测量与计算得到器件的结温和热阻。最后利用有限元对器件进行实体建模,获得了器件的温度场分布。测量结果表明：正向电压与结温有很好的线性关系,温度敏感系数为2mV·℃^-1,LED的结温为80℃,热阻为13℃·W^-1。有限元模拟的结果与实测值具有良好的一致性。     

大功率LED结温测量及发光特性研究

介绍了基于正向电压法原理自行研制的大功率LED结温测试系统,结温定量测量精度可达±0.5 ℃.利用该系统对不同芯片结构与不同封装工艺的大功率LED热阻进行了测量比较,并对不同结温的大功率LED发光特性进行了研究.结果表明,不同结构芯片温度-电压系数K明显不同;采用热导率更高的粘结材料和共晶焊工艺固定LED芯片,会明显降低封装层次引入的热阻.结温对光辐射功率有直接影响,若保持结温恒定,光辐射功率随电流增大线性增加;若保持外部散热条件不变,热阻大的芯片内部热量积累较快,导致结温上升速度更快,光效随电流增加而下降的趋势也更为严重.     

LED结温、热阻构成及其影响

LEDPN结温上升会引起LED光学、电学和热学性能的变化,甚至过高的结温还会导致封装材料(例如环氧树脂)、荧光粉物理性能变坏,LED发光衰变直至失效,因此分析LED结温、热阻构成,如何降低PN结温升,是应用LED的重要关键所在。     

荧光粉浓度和电流强度对白光LED特性的影响

讨论了荧光粉浓度及驱动电流强度对白光LED特性的影响。采用软件模拟实验和实际封装测试相结合的研究方法进行分析研究。对荧光粉浓度变化对白光LED光通量和相关色温(CCT)的影响进行了三维光线追迹模拟,并且进行了实际的封装验证。另外对白光LED的节温和显色性也做了深入细致的研究。研究结果表明:CCT随着荧光粉浓度的增大而减小,光通量则先上升后下降。同时由荧光粉浓度和驱动电流强度变化所引起的节温升高会降低荧光粉的转换效率。对显色性而言,采用高浓度荧光粉封装的白光LED有相对低的显色指数;并且显色指数随着驱动电流强度的增加而升高,最终趋于稳定。     

瓦级大功率白光LED光色电特性研究

文章基于瓦级大功率白光LED在照明领域应用的广泛性和重要性,展开了瓦级大功率白光LED光色电特性的研究。采用大功率LED封装设备与紫外-可见光-近紫外光谱分析系统,制备并测量了瓦级大功率白色发光二极管（LED）在不同正向电流IF驱动下的光通量、电功率、发光效率、发射光谱和色品坐标等参数。研究表明,光通量与电功率随耳的增大呈亚线性增长的趋势,而荧光粉转换效率下降是影响其辐射功率的主要原因之一。当电流增大时,白光LED光谱的蓝光峰值出现先蓝移后红移的现象,而黄光部分光谱形状无明显变化。此外,色坐标x、y值均随着IF的增大而降低,主波长减小,色温值升高。     

COB封装全光谱LED光源及其光电特性

为了提高光源的显色指数,设计、制作一种COB封装的全光谱LED光源,通过在设计中增加峰值波长415nm的紫光LED芯片和发光峰值波长497nm、655nm的荧光粉,弥补了普通LED光源在紫光、蓝绿光和红光等光谱区间的能量分布不足。实验结果表明,发光效率达到103.34lm/W,全光谱LED光源显色指数高达99.38,接近日光100的显色指数,能够满足高质量照明领域对光源显色性的要求。     

A design and qualification of LED flip Chip-on-Board module with tunable color temperatures

with the increasing requirements on guaranteeing the color uniformity and improving the luminous efficacy and manufacturing efficiency, a wafer level chip scale packaging (WLCSP) technology has been developed by thermally impressing a thin multiple phosphor film on a LED wafer, then being segmented into individual LED chips. In this paper, a high power white LED Chip-on-Board (COB) module with high color rendering index (CRI, Ra > 93) and tunable correlated color temperatures (CCTs) is prepared by the flip chip technology. In this COB module, the tunable color temperatures are achieved by using two types of white LED CSPs with different target CCTs of 3000 K and 5000 K. The thermal and photochromatic properties and the photochromatic stability of the COB module are studied through both experiments and simulations. The results show that: 1) The measured spectral power distribution (SPD) intensity of the prepared COB module is smaller than the arithmetic sum of SPD intensities of its each series connected CSPs, which may be attribute to the light absorption happened among CSPs; 2) The junction temperature and driven current have the different effects on the photochromatic properties of COB module (i.e. luminous flux, CCT and CRI); 3) The nonlinearity of luminous flux as a function of driven current and junction temperature should be considered in its modeling.     

InAs/GaAs系列量子点研究

为了获得波长长、均匀性好和发光效率高的量子点,采用分子束外延(MBE)技术和S-K应变自组装模式,在GaAs(100)衬底上研究生长了三种InAs量子点。采用MBE配备的RHEED确定了工艺参数:As压维持在1.33×10-5Pa;InAs量子点和In0.2Ga0.8As的生长温度为500℃;565℃生长50nmGaAs覆盖层。生长了垂直耦合量子点(InAs1.8ML/GaAs5nm/InAs1.8ML)、阱内量子点(In0.2Ga0.8As5nm/InAs2.4ML/In0.2Ga0.8As5nm)和柱状岛量子点(InAs分别生长1.9、1.7、1.5ML,停顿20s后,生长间隔层GaAs2nm)。测得对应的室温光致发光(PL)谱峰值波长分别为1.038、1.201、1.087μm,半峰宽为119.6、128.0、72.2nm、相对发光强度为0.034、0.153、0.29。根据PL谱的峰位、半峰宽和相对发光强与量子点波长、均匀性和发光效率的对应关系,可知量子点波长有不同程度的增加、均匀性越来越好、发光效率显著增强。     

中间视觉下LED道路照明光源显色性能研究

针对人眼中间视觉生理特征,研究了LED道路照明光源显色性评价方法.通过构建人眼中间视觉下的光视光效模型,获得了相应的光谱光视效率曲线和人眼敏感波长范围,给出了基于中间视觉的LED道路照明光源显色性评价及计算方法,建立了综合显色指数与光源主波长的函数关系式,并采用主观实验法和客观清晰度计算法进行了验证.计算与实验结果均表明,在满足道路照明亮度的条件下,当道路照明光源的主波长为548.5 nm时,光源的综合显色指数最大,显色性能最佳.     

CdSe纳米材料对大功率白光LED显色性能的影响

利用CdSe纳米材料可以通过改变其大小和形状得到不同波段发射光谱的特点,在常规荧光粉中加入发射波长为630 nm的红色CdSe纳米材料,补充大功率白光LED光谱在深红波段的缺失.结果表明:引入红色CdSe纳米材料后,大功率白光LED的显色指数最高可到90左右,色温降低,但光效有所下降.这种方法为提高大功率白光LED显色指数提供了一种新的解决方案.     

Temperature Effects on Photoluminescence Properties of Porous Silicon

The temperature effects on the photoluminescence（PL） properties of porous silicon（PS） have been observed in the early stage. However, the obtained results are different. Through repeated experiments, some different and useful information are got, which benefits us in that PL properties of porous silicon can be fully made use of. Firstly, samples with porosity of 76% and 49% were chosen to study the exciting temperature effects on the PL spectrum. For the samples with low porosity, the decreasing temperature causes the peak wavelength to be red-shifting and that of the samples with high porosity to present the blue-shifting trend. The light intensity of both reaches the maximum at - 10℃. These experimental results can be well explained with the synthesized center PL model based on the quantum confinement model, other than the PL efficiency function σ（λ）. Thereafter, PL properties of PS samples fabricated separately under the temperature of -10 ℃, 0 ℃ , 10 ℃, 20 ℃ and 30 ℃ were studied. The results indicate that with the decrease of the etching temperature, the PL intensity increases from 406.7 to 716.6 and the peak wavelength blue-shifts from 698.9 nm to 671.8 nm. The WHFM of the PL spectrum dramatically narrows. At the same time, the images observed by AFM show that with the decreasing temperature, the holes are becoming deeper and the porosity is higher, which suggests that the decreasing temperature accelerates the etching rate.     

采用液体腔的全光纤Fabry-Perot结构温度传感特性研究

提出并设计了一种基于液体腔结构的全光纤Fabry-Perot(F-P)传感器,对F-P传感器原理进行了研究。采用内径为0.3 mm的玻璃毛细管作为套管,将两根SMF-28单模光纤插入套管构成F-P结构,并通过在腔内填充液体进一步提高传感器的灵敏度。实验中,以空气及纯净水作为腔内介质,分别制备了光纤端面距离为119μm和123μm,反射谱周期以及条纹对比度分别为15.15 nm、14.13 nm和11.17 dBm、11.83 dBm。实验中对所制备的两种F-P传感器分别进行了温度特性的测试,在20℃的范围内,每间隔2℃对反射光谱进行采集。对于空气腔结构F-P传感器,随着温度逐渐升高,波长发生红移,特征波谷波长漂移量为2.39 nm,温度灵敏度为121 pm/℃,线性度为0.94,最大功率漂移为1.17 dBm;对于液体腔结构F-P传感器,随着温度逐渐升高,波长发生红移,特征波谷漂移量为5.31 nm,温度灵敏度为243 pm/℃,线性度为0.98,最大功率漂移量为4.07 dBm。