LED封装光学结构对光强分布的影响研究

从发光二极管的发光原理及结构出发,建立了发光二极管的光学模型,获得了发光二极管的光强分布曲线,并与实际测量数据进行了比较。通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸,得到不同结构参数下的光强分布。实验结果表明：反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性。这些规律对生产特定光强分布需求的LED具有实际的指导意义。     

板上芯片集成封装的发光二极管结构设计

根据板上芯片(COB)集成封装的结构特点,同时考虑反光杯结构和荧光粉涂敷方式,分析了影响COB封装的发光二极管(LED)发光性能的主要因素.针对反光杯结构的关键要素:反光杯形状、反光杯深度、反光杯角度,优化设计了LED光学结构.通过改变TracePro软件中反光杯的相关参数,模拟了不同LED的光强分布及发光效率,探讨了提高COB封装的白光LED发光效能的途径.最后,在4 mA和12 mA电流下进行了传统荧光粉涂敷方式及荧光粉远离芯片涂敷方式的对照实验.仿真及实验结果表明:采用圆锥形反光杯,反光杯深度在一定范围内略大,且反光杯角度设为30°时,LED发光性能较为优异.与传统封装方法相比,采用荧光粉远离芯片的封装方法可使发光效率提高5％左右.得到的结果对LED封装制造过程有指导意义.     

照明系统中椭球反光碗及方棒的初始结构设计

从能量利用率角度,采用T abu算法对椭球反光碗的初始结构进行了优化,得出椭球反光碗长短轴之比与逃逸能量的变化关系,并对棒状透镜的尺寸的选取做了一定的分析。这为椭球反光碗和棒状透镜初始结构的确定提供了一种可行的方法。     

LED支架的EMC封装技术简介

LED支架的EMC封装是从半导体封装演化而来的,采用蚀刻的引线框架在模具上使用环氧树脂进行高密度、高集成化的封装形式。本文将着重介绍一下LED支架的EMC封装技术。     

LightTools软件在均匀光分布的照明系统设计中的应用

以模拟单颗LED的均匀配光为例,介绍了LightTools软件在照明系统设计中的应用,以便更进一步地掌握和使用LightTools软件。文中借助LightTools软件,在单颗LED上建立反光杯模型,在反光杯出光口建立透镜阵列,并在目标照射面上建立目标区域的强度网格,通过LightTools软件的优化模块进行优化后,可在目标区域得到均匀的光强分布。利用LightTools软件进行辅助设计和优化模拟,具有很高的可信度,也可以大大缩短照明设计的周期。     

基于发光二极管配光曲线设计自由曲面透镜

针对头盔显示器(HMD)液晶像源的特殊要求,选择了一款小尺寸、高光效的发光二极管(LED)作为背光光源。基于此LED的光强分布曲线,利用非成像光学理论设计了双自由曲面透镜阵列,以期进一步提高背光光效。首先对单个LED设计了3款不同半径的双自由曲面透镜,形成了亮度均匀的圆形光斑。然后对单个透镜进行切割,形成矩形光斑,并用4个矩形透镜拼接成透镜阵列。选择了效果最优的透镜进行了加工和测试。结果表明:与传统的采用两层扩散膜的背光结构相比,采用透镜阵列和两层扩散膜后的背光的光能利用率提高了13.94%,背光亮度提高了96.4%,非均匀性由23.8%略提高到23.1%,半亮度视角由37°降低到19°。用设计的透镜及其阵列对LED光源发出的光线进行准直,易形成高亮度的均匀矩形光斑,满足头盔显示器液晶像源背光的要求。     

具有均匀光照场的LED封装透镜设计

据LED器件的结构特征定义LED光学模型,求得均匀光照场的LED封装透镜的截面曲线方程,运用龙格—库塔法(Runge-Kutta method)求解方程并在MatLab中使用多项式拟合获得相关数据,分析数据并根据LED制造的工艺条件修正数据,在Tracepro光学软件中建模仿真得到希望的LED光源模型及封装透镜数据,获得目标的均匀光照场。     

LED芯片非接触在线检测方法

目前LED封装过程中由于缺乏有效的检测方法,导致产品的次品率较高.本文根据pn结的光生伏特效应,提出了一种针对LED封装半成品的非接触在线检测方法.该方法通过测量pn结光生伏特效应在引线支架中产生的光生短路电流,分析LED芯片功能状态及芯片与引线支架间的电气连接情况.在检测短路电流时,根据LED封装支架结构,采用互感原理实现非接触测量,克服了接触式测量的缺陷,提高了检测精度.研究表明,对红、黄、绿等各种颜色的LED,该方法都能快速有效地完成在线检测.     

激光焊接应用于紫外LED气密性封装

针对紫外LED激光气密性封装焊接工艺技术进行攻关,结合多年自主研发激光封焊设备、LED封装材料和激光焊接工艺开发的经验,对紫外LED激光气密性封装关键技术进行了研究.对比分析了激光气密性封焊较其他封焊方法优势.应用自主研发的激光封焊设备进行完整的封焊工艺流程,验证了镭通自主研发的激光封焊设备及紫外光窗的工业化生产可行性.通过对单脉冲能量、基板与管壳间隙等工艺参数的调整,结合焊缝深度和气密性测试,验证激光气密性封装工艺的可行性,并且得到合适的工艺窗口.突破激光气密性封焊熔池深度控制、气密性优化等关键技术.为紫外LED激光气密性封装焊接的工业化量产提供实际数据基础.     

10Gb/s高速光器件激光器端耦合模型设计与优化

为提高半导体激光器与单模光纤的耦合效率,提高信噪比,延长光信号在光纤中传输的距离,利用光学仿真软件首先针对10G-EPON(万兆光无源网络)光器件建立了一种新的耦合模型并对其进行了仿真优化,其次分析了新模型与原有模型耦合效率出现差异的原因,最后探讨了透镜封装尺寸误差与耦合效率的关系,并对结果进行了归一化处理。研究发现:经过百万次光线追迹,模型的最大耦合效率为63.53%,在光电器件同样采用同轴型封装的情况下,与传统的球透镜耦合相比,改进模型的耦合效率提高了约16.68%;耦合效率的高低取决于半导体激光器整形后光斑的模场与单模光纤模场的匹配程度;耦合效率对透镜距离变化的敏感程度依次为快轴准直透镜非球面透镜慢轴准直透镜。研究结果可为10Gb/sEML光器件的实物设计封装提供尺寸参考和建议。