功率型白光LED封装的热分析

应用有限元方法研究了一种典型的白光LED封装结构的温度场、光波电磁场及热应力场的分布规律,分析结果表明:对支架式封装的功率型LED系统,当达到热稳态平衡时,在芯片上的温度达到最高,环氧透镜顶部表面的温度最低,对1 W功率芯片,在自然冷却时最高点与最低点温度差为5.4℃,在强制风冷时最高点与最低点温度差为2.5℃.LED温度场分布对光波电磁场有影响,芯片温度越高其发光强度下降也越快;温度引起的热应力主要集中在芯片附近,芯片与基板之间的焊料处也存在较大的应力.     

硅衬底结构LED芯片阵列封装热可靠性分析

LED阵列封装是高密度电子封装的解决方案之一,LED的光集成度得到提高,总体输入功率提高,但同时其发热量大,封装结构如果不合理,那么在温度载荷下各层材料热膨胀系数的差异将会导致显著的热失配现象,从而将会大大缩短LED的寿命。为此,兼顾散热和封装的可靠性设计与表面贴装式将芯片直接焊接在铝基板上不同的是采用硅衬底过渡,同时在硅衬底上布置电路这一结构。这种结构的优点是可以通过硅衬底的过渡来降低热失配对封装结构的影响,同时硅衬底作为电路层则省去了器件引脚。通过对4×4的LED芯片阵列结构进行有限元模拟,分析了温度对带有硅衬底的LED芯片阵列封装可靠性影响,同时对硅衬底进行分析和总结。     

LED封装结构的光学模拟与设计

总结用CAD软件对LED封装结构进行模拟的一般步骤,建立实际LED封装产品的模型并模拟其光学特性,通过实例提供了一些设计经验。     

功率型白光LED封装设计的研究进展

综述了功率型白光LED封装的研究现状和存在的问题,着重从LED封装结构和封装材料两个方面进行了详细的评述,在现有蓝光芯片激发钇铝石榴石(YAG)荧光粉来实现节能、高效的白光LED照明的基础上,介绍了可以提高功率型白光LED的取光效率和空间色度的均匀性的各种封装结构和材料.指出新的封装结构、封装材料和封装工艺的有机结合以获得高取光效率,延长功率型白光LED的使用寿命,节约整体封装结构的成本,从而推进LED同体光源的应用是今后功率型白光LED研究的重点.     

OLED封装技术进展

有机电致发光器件(OLED)因具有较多的优点,在显示领域有着光明的前景,其最大的优越性在于能够实现柔性显示,制作成柔性有机电致发光二极管(FOLED).OLED对水蒸气和氧气非常敏感,渗透进入器件内部的水蒸气和氧气是影响OLED寿命的主要因素,因此,封装技术对器件非常重要.对现有的主要的FOLED衬底材料和封装方法进行...     

基于倒装焊芯片的功率型LED热特性分析

对LED的导散热理论进行了研究,推导出了倒装焊LED芯片结温与封装材料热传导系数之间的关系。通过分析倒装焊LED的焊球材料、衬底粘结材料和芯片内部热沉材料对芯片结温的影响,表明衬底粘结材料对LED的结温影响最大,并且封装材料热传导系数的变化率与封装结构的传热厚度成反比,与传热面积成正比。该研究为倒装焊LED封装结构和材料的设计提供了理论支持。     

大功率白光LED封装结构和封装基板

随着LED在照明领域的不断发展,功率和亮度不断提高,尤其是大功率白光LED的出现,热问题成为制约LED进一步发展的关键问题。介绍了大功率白光LED引脚式封装、表面贴装式(SMT)、板上芯片直装式(COB)和系统封装式(SiP)封装结构和金属、金属基复合以及陶瓷封装材料。重点阐述了金属芯印刷电路板(MCPCB)、金属基复合材料板以及陶瓷基板(如厚膜陶瓷基板、薄膜陶瓷基板、低温共烧陶瓷基板)等应用于大功率白光LED的封装基板,对各个基板的特点和散热能力进行了分析和对比。最后对大功率白光LED封装结构和封装基板的发展趋势进行了展望。     

基于板上封装技术的大功率LED热分析

根据大功率LED板上封装(COB)技术的结构特点,提出三种COB方法.第一种方法是把芯片直接键合在铝制散热器k(COB-III型),另外两种方法是分别把芯片键合在铝基板上和铝基板的印刷线路板上(COB-II和COB-I型),并对三种COB的热特性进行有限元模拟、实验测量和对照分析.结果表明:在环境温度为30℃时,采用第...     

OLED柔性衬底封装材料研究进展

有机电致发光器件在柔性衬底上的制备是下一代显示技术发展的重要方向。根据柔性显示对封装材料的要求,综述了柔性衬底材料的种类及研究应用现状,重点介绍了聚合物柔性衬底材料的研究进展。     

大功率LED多芯片集成封装的热分析

随着高亮度白光LED在室内、室外照明领域的应用,多芯片LED的集成封装方式是其发展的主要趋势之一,而热问题却是多芯片LED集成封装的瓶颈问题之一。建立了多芯片LED集成封装的等效热路模型,并采用有限元分析(FEA)的方法对多芯片LED集成封装的稳态热场分布进行了分析,同时通过制作实际样品研究大功率LED多芯片集成封装的热阻、发光效率与芯片工作数量的关系。结果表明集成封装的多芯片白光LED结温随着集成芯片数量的增加成线性增长,芯片到基板底面的热阻随着芯片工作数量的增加而增大,而其发光效率随着集成芯片数量的增加成线性减小。     

Status and prospects for phosphor-based white LED packaging

The status and prospects for high-power, phosphor-based white light-emitting diode (LED) pack-aging have been presented. A system view for packaging design is proposed to address packaging issues. Four aspects of packaging are reviewed: optical control, thermal management, reliability and cost. Phosphor materials play the most important role in light extraction and color control. The conformal coating method improves the spatial color distribution (SCD) of LEDs. High refractive index (RI) encapsulants with high transmittance and modified surface morphology can enhance light extraction. Multi-phosphor-based packaging can realize the control of correlated color temperature (CCT) with high color rendering index (CRI). Effective thermal management can dissipate heat rapidly and reduce thermal stress caused by the mismatch of the coefficient of thermal expansion (CTE). Chip-on-board (COB) technology with a multi-layer ceramic substrate is the most promising method for high-power LED packaging. Low junction temperature will improve the reliability and provide longer life. Advanced processes, precise fabrication and careful operation are essential for high reliability LEDs. Cost is one of the biggest obstacles for the penetration of white LEDs into the market for general illumination products. Mass production in terms of CoB, system in packaging (SIP), 3D packaging and wafer level packaging (WLP) can reduce the cost significantly, especially when chip cost is lowered by using a large wafer size.     

热界面材料对高功率LED热阻的影响

散热不良是制约大功率LED发展的主要瓶颈之一, 直接影响着大高功率LED器件的寿 命、出光效率和可靠性等。本文采用T3ster热阻测试仪和 ANSYS热学模拟的方法对LED器件进行热学分析,以三种热界面材料(金锡,锡膏,银胶)对LE D热阻及芯片结温的影响为例,分析了热界面材料的热导率、厚度对LED器件热学性能的影响 ,实验结果表明界面热阻在LED器件总热阻中所占比重较大,是影响LED结温高低的主要因素 之一;热学模拟结果表明,界面材料的热导率、厚度及界面材料的有效接触率均会影响到LE D器件结温的变化,所以在LED器件界面互连的设计中,需要综合考虑以上三个关键参数的控 制,以实现散热性能最佳化。     

封装过程中LED芯片理想因子的实验研究

基于发光二极管（LED）参数的非接触检测的方法研究,测试研究了封装过程中LED的理想因子。探讨了影响LED理想因子的因素,测试了光致发光（PL）条件下不同LED的理想因子,对比了封装缺陷对于理想因子的影响。实验表明,结温与载流子注入强度是LED理想因子的关键因素,LED封装过程中的缺陷对理想因子具有显著影响,并且可以通...     

晶圆级封装的优化散热分析

通过有限元分析软件ANSYS,对一款晶圆级封装的产品进行有限元分析仿真,讨论了空气对流系数、环境温度、基板厚度、焊球间距等因素对芯片热阻的影响。结果表明:考虑成本、散热等综合因素,选择空气对流系数为25×10–6W/(mm·℃)基板厚度为0.10 mm、焊球间距为0.5 mm为最优参数,可满足实际生产需要。     

Fabrication of flexible AlGaInP LED

Flexible light-emitting diodes(LEDs)are highly desired for wearable devices,flexible displays,robotics,biomedicine,etc.Traditionally,the transfer process of an ultrathin wafer of about 10–30μm to a flexible substrate is utilized.However,the yield is low,and it is not applicable to thick GaN LED chips with a 100μm sapphire substrate.In this paper,transferable LED chips utilized the mature LED manufacture technique are developed,which possesses the advantage of high yield.The flexible LED array demonstrates good electrical and optical performance.     

基于PEN柔性衬底的顶发射微腔OLED性能研究

设计了结构为Ag/MoOx空穴注入层(HIL)/有机层/LiF/Al/Ag/Alq3的柔性有机电致发光器件(FOLED),研究通过改变HIL层的厚度改变腔长实现对微腔效应的调节,制备了性能优化的微腔FOLED。通过器件性能的对比,得到了可用Ag作为反射阳极的顶发射微腔FOLED全彩显示器件优化结构,即蓝、绿和红FOLED对应的优化HIL层厚度分别为100nm、120nm和160nm。     

基于MAX1916的亮度可调LED驱动电路

发光二极管(LED)具有耗能少、寿命长、成本低等特点,近年来得到广泛应用。介绍了一种基于MAX1916芯片的亮度可调的LED驱动电路,利用改变脉宽的方法来改变LED的发光强度。     

新型封装材料与大功率LED封装热管理

高效散热封装材料的合理选择和有效使用是提高大功率LED(发光二极管)封装可靠性的重要环节。在分析封装系统热阻对LED性能的影响及对传统散热封装材料性能进行比较的基础上,阐述了金属芯印刷电路板材料、金属基绝缘板材料、陶瓷基板材料、导热界面材料和金属基复合材料结构特点、导热性能及其封装应用实例。指出了封装材料的研究重点和亟待解决的问题。     

On the crack and delamination risk optimization of a Si-interposer for LED packaging

3D-integration becomes more and more an important issue for advanced LED packaging solutions as it is a great challenge for the thermo-mechanical reliability to remove heat from LEDs to the environment by heat spreading or specialized cooling technologies. Thermal copper-TSVs provide an elegant solution to effectively transfer heat from LED to the heat spreading structures on the backside of a substrate. But, the use of copper-TSVs generates also novel challenges for reliability as well as also for reliability analysis and prediction, i.e. to manage multiple failure modes acting combined – interface delamination, cracking and fatigue, in particular. In this case, the thermal expansion mismatch between copper and silicon yields to risky stress situations.To overcome cracking and delamination risks in the vicinity of thermal copper-TSVs the authors performed extensive simulative work by means of fracture mechanics approaches – an interaction integral approach within a simulative DoE and the X-FEM methodology to help clarifying crack propagation paths in silicon. The results provided a good insight into the role of model parameters for further optimizations of the intended thermal TSV-approaches in LED packaging applications.     

InGaN基高压LED和传统大功率LED的发光效率比较

主要从三个不同角度探究并分析了基于In Ga N材料的高压LED的发光效率优于传统大功率LED的原因。为了保证实验结论的可靠性,文中所采用的实验样品具有相同的芯片尺寸和材料以及相同的封装结构。经过大量的实验证明,更均匀的电流分布和小芯片间隙的出光,使得高压LED的发光效率优于传统大功率LED。结果显示,在相同的1 W输入功率下,高压LED的发光效率比传统大功率LED高大约4.5%。