本文關(guān)鍵詞：大功率LED器件機械失效研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大功率發(fā)光二極管(Light Emitting Diodes,LED)具有高光效、節(jié)能等優(yōu)異特性,為未來照明發(fā)展趨勢。然而在組裝與實際應(yīng)用過程,LED承受機械載荷會發(fā)生失效,阻礙進一步拓寬LED應(yīng)用范圍。本文基于大功率LED的封裝工藝,研究LED在不同機械壓力載荷中的失效模式,分析LED失效機制,并優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)以提高其機械強度。同時通過有限元分析方法深入探究LED在受壓過程薄弱部分譬如金線的變形過程。主要內(nèi)容包括:(1)結(jié)合現(xiàn)階段常見三種金線焊接模式,通過實驗分析大功率LED在不同形式載荷下的失效模式,并確定機械強度最優(yōu)的金線焊接模式。基于金線焊接過程受力分析,探索焊線過程金線殘余應(yīng)力情況,得知第一、第二焊點具有較大殘余應(yīng)力存在,且第一焊點焊接過程晶格較大,其在剪切應(yīng)力作用下強度較大,而第二焊點處發(fā)生加工硬化韌性變差。(2)確定封裝結(jié)構(gòu)參數(shù)對大功率LED受壓機械強度的影響。分析金線焊接工藝參數(shù)對第一焊點焊接質(zhì)量的影響,研究不同焊接金線高度的LED在壓力載荷下的失效力,探究封裝透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括透鏡半徑與透鏡高度對LED受壓機械強度的影響。采取多種檢測方法確定LED機械失效模式,分析其失效機制,同時也探究透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對LED光強分布的影響。(3)采取有限元分析方法探究封裝結(jié)構(gòu)參數(shù),包括金線跨度、金線高度、透鏡半徑與透鏡高度,對LED受壓過程中機械可靠性影響。分析金線與封裝透鏡在LED在受壓過程的變形機制,重點關(guān)注封裝結(jié)構(gòu)薄弱構(gòu)件焊接金線的應(yīng)力分布情況,并結(jié)合LED受壓時金線形變機制提出優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：大功率LED 機械強度 失效模式 有限元分析
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 大功率LED封裝結(jié)構(gòu)9-12
• 1.3 大功率LED失效研究12-21
• 1.3.1 芯片失效12-14
• 1.3.2 焊接層失效14-15
• 1.3.3 基板失效15-16
• 1.3.4 熒光粉失效16-17
• 1.3.5 透鏡失效17-19
• 1.3.6 焊線失效19-21
• 1.4 本文研究內(nèi)容21-23
• 1.4.1 課題來源21
• 1.4.2 研究目標21-22
• 1.4.3 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 機械外載荷下大功率LED失效研究23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 LED受壓載荷實驗23-28
• 2.2.1 實驗對象24-26
• 2.2.2 實驗平臺搭建26-28
• 2.3 LED受壓強度研究28-32
• 2.4 LED開路失效研究32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 第三章 大功率LED受壓封裝結(jié)構(gòu)強度研究37-62
• 3.1 引言37
• 3.2 LED器件金線可靠性分析37-45
• 3.2.1 金線焊接力學分析37-43
• 3.2.2 金線斷裂理論分析43-45
• 3.3 第一焊點焊接工藝參數(shù)優(yōu)化45-50
• 3.4 金線焊接高度對大功率LED機械強度影響50-53
• 3.5 封裝透鏡結(jié)構(gòu)對大功率LED機械強度影響53-61
• 3.5.1 不同封裝透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)大功率LED制備53-56
• 3.5.2 透鏡半徑對大功率LED機械強度影響56-59
• 3.5.3 透鏡高度對大功率LED機械強度影響59-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 第四章 大功率LED受壓數(shù)值分析62-77
• 4.1 引言62
• 4.2 數(shù)值分析前處理62-66
• 4.2.1 封裝材料物理屬性63-64
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件設(shè)定64-66
• 4.3 不同焊接金線結(jié)構(gòu)LED受壓過程分析66-71
• 4.3.1 不同焊線跨度LED受壓過程分析66-69
• 4.3.2 不同焊線高度LED受壓過程分析69-71
• 4.4 不同封裝透鏡LED受壓過程分析71-76
• 4.4.1 不同透鏡半徑LED受壓過程分析72-74
• 4.4.2 不同透鏡高度LED受壓過程分析74-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論與展望77-79
• 參考文獻79-86
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果86-88
• 致謝88-89
• 答辯委員會對論文的評定意見89

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3 周e

本文編號：444457