本文關鍵詞：大功率白光LED結構設計和封裝技術研究

  更多相關文章： 大功率LED 長波段藍光LED 芯片 發(fā)光效率 芯片排布 結構設計 封裝技術

【摘要】：發(fā)光二極管LED(Light Emitting Diode)具有節(jié)能、環(huán)保、響應速度快、壽命長、輕便等優(yōu)勢的新一代綠色光源。目前,半導體LED固體照明正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈等老一代照明光源,它正漸漸滲透到人們的日常生活當中。但半導體LED固體照明的發(fā)光效率提高越來越困難,而對于長波段藍光LED芯片(462.5-470nm),尚無成熟的封裝技術獲得高光效高顯色性白光LED,半導體LED固體照明在應用中還有很多實際問題需要去探索。本文從LED結構設計和封裝技術出發(fā)來提升大功率白光LED的照明性能。本文分別采用了仿流明、集成、COB封裝三種不同的封裝結構進行研究,取得了以下有意義的研究成果：1、我們利用長波段(462.5-470nm)芯片,封裝出高顯色性高光效的白光LED。我們提出了五種方案,對所制備出的五種方案樣品器件進行光色電測試,所測試出的發(fā)光效率和顯色指數(shù)進行橫向對比及討論,測試結果發(fā)現(xiàn)只有采用藍光芯片+黃光熒光粉(530nmYAG)+紅光熒光粉(氮化物)的這種方案進行封裝才能達到較好的效果,測試出發(fā)光效率為110.031m/w,顯色指數(shù)為80.76,從而實現(xiàn)了在保持較高光效的情況下,獲得的白光LED顯色效果可以對色彩進行正確判斷。我們應用價格成本相對低廉的長波段藍光LED芯片(462.5-470nm)封裝獲得了高光效高顯色性的白光LED,這對于降低LED固體照明應用成本、推進LED產業(yè)化具有重要意義。2、我們利用垂直結構的LED芯片封裝實現(xiàn)50W的串并聯(lián)連接,且采用各芯片的間距為2mm進行封裝,制備了該集成器件樣品。測試出此器件的驅動電壓為30.2V；發(fā)光效率為95.1591m/w,并對其芯片間距對器件的發(fā)光效率的影響進行了討論。我們發(fā)現(xiàn)此器件具有高驅動電壓,較好的發(fā)光效率,該器件為LED芯片在固體照明中提供了一種新的工藝設計路線。3、在封裝材料,封裝工藝流程相同等的前提下,我們研究了不同芯片排布方式對COB封裝器件性能的影響。我們篩選出了圓形結構、三角形結構、矩形結構COB,三種結構COB芯片水平間距都為2mm。我們分別制備了三種結構的樣品并對三種樣品進行光色電測試。我們發(fā)現(xiàn)矩形結構的COB發(fā)光效率最高,達到了93.491m/w。不同的形狀結構排布會導致芯片發(fā)光區(qū)域不同,會影響器件的發(fā)光效率。由于矩形結構COB的芯片主要是集中在基板的中心,發(fā)光區(qū)域相對比較平衡,因此,發(fā)光效率相對較高。通過以上樣品的測試結果及分析,對于COB封裝來說,我們認為芯片集中在支架的中心區(qū)域的排布其發(fā)光效率會相對更高,可以運用到實際工藝生產中,獲得一種提高發(fā)光效率的芯片排布設計工藝。
【關鍵詞】：大功率LED 長波段藍光LED 芯片 發(fā)光效率 芯片排布 結構設計 封裝技術
【學位授予單位】：江西科技師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 LED產業(yè)鏈11-13
• 1.3 傳統(tǒng)光源與LED發(fā)光原理及特性13-15
• 1.3.1 傳統(tǒng)光源發(fā)光原理13
• 1.3.2 LED發(fā)光原理13-14
• 1.3.3 LED光源特點與應用范圍14-15
• 1.4 LED國內外發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.5 大功率LED封裝技術存在的問題17-19
• 1.6 論文主要研究內容19-20
• 1.7 本章小結20-21
• 第二章 LED芯片封裝技術21-30
• 2.1 LED的主要性能參數(shù)21-25
• 2.1.1 LED的電參數(shù)21-22
• 2.1.2 LED光學參數(shù)22-25
• 2.1.3 LED熱學性能25
• 2.2 白光LED的實現(xiàn)25-26
• 2.3 LED封裝技術的分類26-28
• 2.3.1 引腳式封裝26-27
• 2.3.2 貼片式封裝27
• 2.3.3 功率型仿流明支架式封裝27-28
• 2.3.4 COB封裝28
• 2.4 本章小結28-30
• 第三章 長波段藍光LED芯片的高光效高顯色性研究30-47
• 3.1 引言30
• 3.2 實驗所需材料及設備30-36
• 3.3 設計方案36
• 3.4 樣品的制備36-40
• 3.5 實驗結果及分析40-46
• 3.6 本章小結46-47
• 第四章 垂直結構大功率集成封裝LED器件的發(fā)光效率研究47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 實驗所需材料及設備47-51
• 4.3 垂直結構串并聯(lián)的實現(xiàn)51-52
• 4.4 封裝工藝路線設計52-55
• 4.5 實驗結果及分析55-57
• 4.6 本章小結57-58
• 第五章 不同芯片排布方式對COB封裝器件性能的影響58-66
• 5.1 引言58-59
• 5.2 COB結構設計及制備59-61
• 5.2.1 COB結構設計59
• 5.2.2 樣品的制備59-61
• 5.3 三種芯片排布方式對器件性能的影響61-65
• 5.4 本章小結65-66
• 第六章 總結和展望66-69
• 6.1 全文總結66-67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果72-73
• 致謝73

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