提高小功率白光LED热特性的新方法

在传统直插式LED封装方法的基础上,提出了一种在环氧树脂中添加氮化硼(BN)填料的改进LED封装工艺。测量了BN填料质量分数与导热系数的关系,利用有限元分析软件ANSYS分析和实验测试了采用改进封装工艺φ5 mm白光LED的芯片结温、热阻等参数,并与传统封装方法的白光LED进行比较。结果表明:采用改进封装结构φ5 mm白光LED结温比传统封装方法下降4.5℃,热阻下降了17.8%,同时提高了初始光通量,降低了光衰。     

白光LED老化机理研究进展

介绍了国内外在老化机理研究方面采用的加速老化方法,主要从深能级和非辐射复合中心的增加、接触电极金属的电迁移和退化、散热不良导致的电极缓慢或灾变性失效、封装材料的老化、荧光粉的劣变、静电的影响等方面来分析老化机理.同时介绍了根据这些研究而采取的各种改善措施.     

芯片键合材料对功率型LED热阻的影响

分析了功率型LED热阻系统的构成,对采用银浆和环氧胶作为芯片键合材料的功率型LED热阻进行了对比研究。研究结果表明:采用银浆作为芯片键合材料可以显著改善功率型LED的热阻系统,同采用环氧胶作为芯片键合材料的功率型LED相比,其热阻下降了约100℃/W。     

功率型白光LED的热特性研究

大功率LED照明单元在光通量提高的同时伴随着散热，且普通功率型白光LED多采用蓝光芯片激发荧光粉的方法，随着温度的提升，荧光粉对应的波长会发生漂移。本文从功率型白光LED的发热原理出发，试验了其在脉冲源作用下，用于照明的可能性。试验表明，在此激励源的作用下，LED输出与散热很好，并从理论上进行了解释。     

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.     

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。     

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。     

基于NI DAQ的功率LED热特性测量分析系统

分析了功率发光二极管(LED)基于电学测量的热阻的测量方法,介绍了采用高性能数据采集卡构建了新型的功率LED热特性自动测量分析系统,实现对功率LED结温和热阻的精确、简便的测量.对几种典型功率LED样管的测试结果,与校正样品的标称值完全相符,并可对LED的瞬态热过程进行更深入分析.     

功率型白光LED平面涂层技术研究

基于水溶性感光胶的白光LED表面涂层技术,阐述了含有荧光粉感光胶悬浮液的配比和封装结构对白光LED出光效率的影响,提出了相应的改进措施,通过实验证实提高了白光LED器件的整体性能.同时,对利用该法得到的功率型白光LED进行了光衰减测试,LED在700mA电流下点亮168 h后,光输出为初始光输出的95.95%,满足实用要求.     

功率型倒装结构LED系统热模拟及热阻分析

为了了解功率型倒装结构LED系统各部分热阻,找出LED系统散热关键,对功率型倒装结构LED系统进行了有限元热模拟,同时结合传热学基本原理分析了各部分的热阻.结果表明,LED系统中凸点,Si-submount管壳和散热体的自身热阻较小,而芯片、粘结剂、散热体-环境的热阻较大,占系统热阻主要部分.因此优化设计芯片与散热体,选取导热率高的粘结剂,可以有效降低LED系统的热阻,成为LED系统散热设计的关键.     

大功率LED伏安特性模型研究

研究了大功率LED芯片的伏安特性。基于LED 芯片的特殊性,从经典的PN结伏安特性出发,进行理论推导并通过选择不同的基函 数,构建出了大功率LED芯片的伏安特性新 模型和优化模型,模型中的系数采用最小二乘法进行确定。对大功率LED芯片的实测 伏安特性数据表明,本文构建出的优化模型比经典的PN结模型更能准确表征LED的伏安特性 ,与实测的伏安特性数据一致性更高,更具实用价值。     

双通道PWM的冷暖白光LED混色模型研究

LED光色度的动态调节是实现智能照明的基础, 采用冷暖白光LED和双通道脉冲宽度调制(PWM)法,基于1931CIE标准建立混合光源模型,推导出混合光源色坐标、相关色温 、最大亮度、显色指数与双通道调制脉冲 占空比比值的关系式。采用暖白光(色温3282 K)和冷白光(色温12930K)两种白光LED进行 混色实验, 通过微控制器输出PWM信号控制LED驱动电源,改变冷色光和暖色光的比重,得到的混合 光源色坐 标、最大亮度、相关色温及显色指数值与理论计算值吻合很好,证明了理论模型的正确性。 理论和实验结 果还表明,混合光源在双通道调制脉冲占空比比值为1的附近可得到低色温、高显色性和大 光通量的混合白光。     

高效荧光材料4CzTPN-Ph对LED发光特性的影响

为增强白光发光二极管(LED)的红光成分,通过在Y AG荧光粉中掺杂质量分数分别为1、2、3、7和 11%的高效红色荧光材料4CzTPN-Ph,制备了白光LED,提高 了传统白光 LED的显色指数。分析了4CzTPN-Ph对白光LED参数的影响。结果表明,4C zTPN-Ph可以 被445nm的蓝光激发,掺杂浓度为7%时, 红光峰值最强,同时出现了光谱展宽现象;当掺杂浓度为11%时,显色指数达到87. 3%的最大值。     

Remarkable improvement in emission efficiency of ZnCdSe/Zn(S)Se LEDs by thermal annealing

Thermal annealing effects on optical and electrical characteristics for p-type and n-type II–VI compound layers (ZnSe, ZnSSe, and MgZnSSe) and on the emission efficiency of ZnCdSe/Zn(S)Se 6 quantum well (QW) light emitting diodes (LEDs) grown by molecular beam epitaxy were investigated. It was clarified that serious degradation of optical and electrical characteristics was not observed up to an annealing temperature of 400°C. In the case of p-MgZnSSe, the maximum permitted annealing temperature was lower than that of Zn(S)Se. The light output of the ZnCdSe/Zn(S)Se multi QW LEDs was enhanced by a factor of three at optimum thermal annealing conditions. The study suggests that this thermal effect for LEDs was produced by the improved crystal quality of ZnCdSe QWs by thermal annealing.     

注入电流对GaN基LED发光特性的影响

通过调节量子阱中的In组分,制备了GaN基蓝光和绿光发光二极管（LED）。对两种LED进行变电流测试发现,注入电流由3 mA增加到900 mA过程中,波长有蓝移现象,且绿光LED的波长蓝移较明显。这是量子阱限制斯塔克效应（QCSE）造成的。由于绿光LED中In组分含量较大,QCSE较明显。并且发现,光效迅速下降,绿光L...     

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。     

基于积分宽度法测量发光二极管结温方法的研究

本文提出了一种基于光谱积分宽度法来测量发光二极管(light emitting diode, LED)结温的新方法,并进行了理论分析和实验研究。本方法主要分为光谱数据采集、定标函数的测定和结温测量三个过程。首先,为了测量成本的降低和精度的提高而采用在正常工作电流下采集LED光谱数据,并通过采用不同温度下的光谱积分宽度与选定的某一基准状态下的值逐差可得到线性度达0.99以上的定标函数,并通过此定标函数可实时测定任意状态下的结温。其次,为了比较本方法测量结温的精确性,分别对单色和白光LED采用本方法和业界主流的正向电压法,通过自行设计的基于积分宽度法结温测量系统和美国Mentor Graphics公司的T3Ster型仪器的测量结果进行比较,两种方法测出的结温最大偏差为2.1℃,在可接受的误差范围内。实验结果表明积分宽度法测结温具有高效便捷且低成本的的特点,具有一定的应用前景。     

Inline Rth control: Short time thermal transient evaluation for high power LEDs

As junction-to-case thermal resistance R_thJC is a primary performance and reliability parameter for high power light emitting diodes (LED) an accurate specification of this value is of paramount importance. Currently thermal transient characterization methods are reserved to research and quality laboratories. Especially the thermal calibration procedure requires an enormous effort of time. Therefore the R_thJC specification of a high volume production is based on a statistical approach. However, high test coverage or even a single unit test is desired. This paper presents a method for inline R_th control for high power LEDs. By skipping the conventional thermal calibration procedure the method compares the measured response of the device under test with a completely thermal characterized reference curve of a reference device. It enables to detect variations in thermal interface materials, e.g. failures in the thermal adhesive attach, with sufficient accuracy within some hundred milliseconds testing time. The achieved measurement results verify the applicability of inline R_th control in a high volume production.     

大功率LED的脉冲响应及其大电流光调制技术研究

LED作为可见光通信(VLC)的发射光源时为保证足够 大的光信号覆盖范围和信号强度,应采用大电流脉冲调制。本文研究了大功率LED的光 -电脉冲响应比小功率器件较慢、从而造成光调制带宽降低的原因,以及LED注入电 子和空穴的缓慢复 合与驱动电路晶体管在大电流工作时的存储效应;由此设计了FPGA控制下的光脉冲整形方案 ,信号脉冲经由FPGA再生同时产生另外两路相位关联的短脉冲,同步控制驱动电路分别 在信号脉冲上 升沿施加一个瞬时高压加速载流子注入,在脉冲下降沿使LED两端短路将剩余载流子泄放, 使光脉冲边沿加速进行整形。对接收信号 的眼图和误码率(BER)的测试结果表明,在接近安培量级的 峰-峰值调 制电流下,通过这种同步控制方法使光信号质量得到有效改善,传输速率得到明显提高。     

Adaptive equalization for high speed optical MIMO wireless communications using white LED

Light emitting diode (LED) is one of the most important light sources in the 21st century and has broad prospects in the illumination.Currently,the white LED is used not only for illumination,but also ...