LED (lysdiode) er blevet den internationale nye strategiske industri konkurrence konkurrence hot spots. I LED-industrikæden omfatter upstream substratmaterialer, epitaxial, chipdesign og -fremstilling, midstream-dækker emballageteknologi, udstyr og testteknologi, nedstrøms LED-display, belysning og belysning. På nuværende tidspunkt er den primære brug af blå LED + gul fosfor teknologi til opnåelse af høj effekt hvid LED, det vil sige gennem den GaN-baserede blå LED-del af det blå lys for at stimulere YAG (yttrium aluminium granat) gul fosforemitterende gul, og Den anden del af det blå lys, der udsendes gennem phosphoren, Den gule fosfor udsender gult lys og blander det blå lys for at få hvidt lys. Blu-ray LED-chip udstedt af det blå lys gennem belægningen omkring den gule phosphor, er phosphoren en del af det blå lys efter udstedelsen af gult lys, blåt lys spektrum og gult lys spektrum overlapper efter dannelsen af hvidt lys.
High-power LED-emballage som et vigtigt led i industrikæden er at fremme halvlederbelysningen og displayet til den praktiske kerneproduktionsteknologi. Kun ved udvikling af lav termisk modstand, høj effektivitet og høj pålidelighed af LED-emballage og produktionsteknologi, LED-chipet for god mekanisk og elektrisk beskyttelse reducerer de mekaniske, elektriske, termiske, våde og andre eksterne faktorer på chipets ydeevne, Chip stabilt og pålideligt arbejde med henblik på at levere effektiv og vedvarende højtydende belysning og display, LED-specifikke energibesparende fordele og fremme hele halvlederbelysning og displayindustrien kæde godartet udvikling. I betragtning af de berørte udenlandske virksomheder for markedsinteressens interesser er de relevante kerneteknologier og -udstyr taget blokadeforanstaltninger, og dermed udviklingen af uafhængig høj effekt LED-emballeringsteknologi, især hvid LED-emballeringsudstyr er overhængende. Dette papir vil kort introducere forskning og anvendelse af høj effekt LED emballage felt, analysere og opsummere de vigtigste tekniske problemer i processen med high-power LED-emballage, for at tiltrække opmærksomhed fra indenlandske modparter, for at opnå high- power LED-nøgle teknologi og udstyr autonomi
Pakketeknologi spiller en vigtig rolle i LED-ydeevne. LED-emballeringsmetoder, materialer, struktur og procesvalg hovedsagelig ved chipstrukturen, fotoelektriske / mekaniske egenskaber, specifik applikation og omkostningsfaktorer såsom beslutningen. Med kraftforøgelsen, især udviklingen af solid state-belysningsteknologibehov, frembyder LED-emballage optisk, termisk, elektrisk og mekanisk struktur nye og højere krav. For effektivt at reducere pakken termisk modstand, forbedre lysets effektivitet, skal du bruge en ny teknisk ide til at udføre emballage design. Ud fra proceskompatibiliteten og reducere omkostningerne ved produktionssynspunkt bør LED-pakkeudformning udføres samtidig med chipdesign, dvs. chipdesign skal tage højde for emballagestruktur og proces. Nuværende strøm LED-pakke struktur af de vigtigste tendenser er: lille størrelse, enhed termisk modstand minimering, flad patch, modstandsdygtige over for den højeste kryds temperatur, single light flux maksimering; Målet er at forbedre lysstrømmen, lys effektivitet, reducere lys Fejl, fejlfrekvens, øget konsistens og pålidelighed. Specielt omfatter nøgleteknologierne af høj-effekt LED-emballage: termisk spredningsteknologi, optisk designteknologi, strukturel designteknologi, fosforbelægningsteknologi, eutektisk svejseteknologi.
1, C ooling teknologi
Den generelle node temperatur kan ikke overstige 120 ℃ , selv LumiLEDs, Nichia, CREE, etc. indført den nyeste enhed, den maksimale knudepunktstemperatur kan stadig ikke overstige 1500 ℃. Så den termiske stråling effekt af LED-enheder kan være ubetydelig, varmeledning og konvektion er den vigtigste måde for LED-varmeafledning. I det termiske design fra varmeledningsaspekterne, fordi varmen fra LED-pakkemodulet først ledes til radiatoren. Så bindematerialet, substratet er nøglen til LED-køleteknologi.
Bonding materialer omfatter primært termisk plast, ledende sølvpasta og legeringslodder tre hovedveje. Den ledende pasta er en slags kompositmateriale dannet ved at tilsætte sølvpulver i epoxyharpiksen, og klæbemidlet hærdes ved at tilsætte noget højt termisk ledningsevne fyldstof, såsom SiC, A1N, A12O3, Si02 osv. For at forbedre dens termiske ledningsevne . Temperaturen er generelt lavere end 200 ° C , har god termisk ledningsevne, bindingsevne og pålidelig, men sølvabsorptionen af lys er forholdsvis stor, hvilket resulterer i nedsat lys effektivitet.
Substratet omfatter hovedsageligt keramisk substrat, keramisk substrat og komposit substrat tre hovedveje. Keramiske substrater er primært LTCC substrater og AIN substrater. LTCC substrat er let at forme, enkel proces, lav pris og nem at lave en række forskellige former og mange andre fordele; Al og Cu er LED-emballage substrat fremragende materiale på grund af metallmaterialernes konduktivitet for at gøre overfladeisoleringen, ofte gennem anodiseret til dannelse af et tyndt isolerende lag på overfladen. Metalbaserede kompositmaterialer er hovedsageligt Cu-baserede kompositmaterialer, Al-baserede kompositmaterialer. Occhionero et al. Undersøg brugen af AlSiC i flipchip, optoelektroniske enheder, strømforsyninger og højeffektive LED termiske substrater, og tilsætningen af pyrolytisk grafit til AlSiC opfylder også kravene til højere varmeafledning. Fremtiden for det sammensatte substrat er hovedsagelig fem slags: monolitisk kredsløb carbonaceous materialer, metal matrix kompositter, polymer matrix kompositter, carbon kompositter og avancerede metallegeringer.
Desuden er pakkefladen på den termiske modstand også stor, nøglen til at forbedre LED-pakken er at reducere grænsefladen og interface kontaktens termiske modstand, forbedre varmetaben. Derfor er valget af termisk grænseflademateriale mellem chippen og varmeafledningssubstratet meget vigtigt. Anvendelsen af lav temperatur eller eutektisk loddemetal, loddepasta eller inden for nanopartikler af ledende klæbemiddel som et termisk grænseflademateriale kan i høj grad reducere grænsefladenes termiske modstand.
2, O ptical design teknologi
Det optiske design af LED-pakken indeholder både optisk design og eksternt optisk design.
Følgende er de samme som "
Nøglen til det optiske design er valget og anvendelsen af potten. I valget af potting, der kræver dens høje transmittans, høj brydningsindeks, god termisk stabilitet, god fluiditet, let at sprøjte. For at forbedre pålideligheden af LED-emballage, men også kræver potting med lav fugtabsorption, lav spænding, temperatur og miljøbeskyttelse og andre egenskaber. Almindeligt anvendte pottemidler indbefatter epoxy og silikone. Blandt dem har silikagelen en høj lystransmissionsevne (synlig lysoverførsel større end 99%), høj brydningsindeks (1,4 ~ 1,5), god termisk stabilitet (tåler 200 ° høj temperatur), lav spænding (Youngs modulus Low), lav fugt absorption (mindre end 0,2%) og andre egenskaber, væsentligt bedre end epoxyharpiks, i LED-emballage med høj effekt har været meget udbredt. Men silicageludførelsen ved omgivelsestemperaturen har større indvirkning og påvirker således LED-lys-effektiviteten og lysintensitetsfordelingen, så silicagelforberedelsesprocessen forbedres.
Eksternt optisk design refererer til konvergens af lysstråle, formgivning, for at danne en ensartet fordeling af lysintensiteten af lysfeltet. Hovedsageligt herunder reflekterende kondensator kop design (primær optisk) og plast objektiv design (sekundær optik), array modulet omfatter også chip array distribution. Linsen bruges almindeligvis i form af konveks linse, konkave linse, sfærisk, Fresnel-objektiv, modulformet objektiv, objektiv og høj effekt LED-samlingsmetode kan anvendes i lufttæt og halv lufttæt pakke. I de senere år, med fordybelse af forskning, under hensyntagen til integrationskravene efter emballering, for stråleformningsobjektivet ved hjælp af et mikrolinsystem, kan mikrolinser i den optiske vej spille en todimensional parallel konvergens, formgivning, kollimation og så videre , Det har fordelene ved høj arrangement præcision, nem fremstilling og nem kobling med andre plane enheder. Undersøgelsen viser, at brugen af diffraktive mikroliner i stedet for almindelige linser eller Fresnel mikroliner kan forbedre strålekvaliteten og forbedre intensiteten af udgående lys, LED er den mest lovende nye teknologi til strålingsformgivning.
3, LED pakke struktur
LED-emballage teknologi og struktur har en bly-type, power-baserede emballage, SMD (SMD), direkte ombord chip-indlæst (COB) fire faser.
4, P hosphor coating teknologi
Lyskonverteringsstruktur, det vil sige fosforbelægningsstruktur, hovedsagelig til LED-hvid belysningsteknologi, har til formål at LED-chip udstedt af lysets kortere bølgelængde til komplementært (farve komplementært hvidt lys) lang bølgelængde af lys.
På nuværende tidspunkt er der tre måder at producere hvidt lys med fosfor: blå LED med gul fosfor; blå LED med rød, grøn fosfor; UV-LED med rød, grøn og blå fosfor. En af de kommercielle hvide LED'er er for det meste blå LED med gul phosphor single-chip type, blå LED med rød, grøn phosphor hvid vej kun i Osram, Lumileds og andre virksomheder rapporteret om patentet, men stadig ikke kommercialiseret. Produkter vises og UV- LED med trefarvet fosfor er stadig i vejs udvikling. Fordelene og ulemperne ved forskellige fosforer til fremstilling af hvid LED er vist i den følgende tabel.
Eksisterende belægningsmetoder, som vist nedenfor, har deres fordele og ulemper. For tiden anvendes i vid udstrækning i phosphorbelægningsmetoden til at blande phosphoren og potten og derefter direkte på chippen. Da det er svært at præcis styre tykkelsen og formen af phosphorens belægning, falder farven af det udgående lys ikke sammen med forekomsten af delvis blå eller gulning. GEs undersøgelse af Arik et al. Viser, at phosphoren er direkte dækket af chippen, hvilket resulterer i en stigning i fosfortemperaturen, hvilket igen reducerer kvantekvantiteten af phosphoren og alvorligt påvirker pakkenes konverteringseffektivitet.
Og på basis af belægningsprocessen i den konforme belægningsteknologi kan man opnå en ensartet belægning af fosfor, hvilket sikrer ensartetheden af lysfarve. Men denne teknologi er vanskelig, og en stor del af det blåt lys, der udsendes af LED'en direkte af fosforlaget, reflekteres tilbage til chippen, som direkte absorberes af chippen, hvilket påvirker lys effektiviteten alvorligt. Yamada, Narendran osv. Fandt ud af, at phosphors backscatterende karakteristika vil gøre 50% ~ 60% af den positive indfaldende lys baglæns spredning.
Der er også en belægningsmetode, hvor phosphorlaget ligger langt væk fra LED-chipet (for eksempel er phosphorlaget placeret på den reflekterende kop eller den astigmatiske kop uden for LED-chipet), mængden af lys absorberet af phosphorlaget reflekteret tilbage til chippen kan reduceres drastisk, derved forbedrer lys effektiviteten. Da fosforlaget ikke er i direkte kontakt med chippen, overføres ikke den varme, der genereres af chippen, til phosphorlaget, hvorved phosphorlaget forlænges. Forskere ved Schlbert Institute of Technology, Schubert et al. Fandt, at brugen af væk fra phosphorbelægningsprocessen kan reducere risikoen for varmeafledning fra chippen, LED-lysstyrken kan øges med 7% til 16%. Sun Yat-sen Wang Gang, som også udførte en relateret undersøgelse, viser resultaterne, at brugen af væk fra phosphorbelægningen kan reducere phosphorbelægningstemperaturen på ca. 16,8 ℃ , signifikant forbedre effektiviteten af fosforomdannelsen. Langt fra belægningsmetoden er der imidlertid mangler, fordi anvendelsen af mere fosfor, fremstillingen af fosforplader og installationsprocessen også er relativt kompleks og andre omkostningsovervejelser, strømmen ikke kan fremmes bredt og industrielle applikationer.
Derudover har You et al. Foreslog anvendelse af flerskiktsfosforstruktur på basis af optimering af fosforbelægning. Det røde fosforlag blev adskilt fra det gule phosphorlag, og den gule phosphor blev anbragt på den røde phosphor. De eksperimentelle resultater viste, at en sådan phosphorbelægningsstruktur kan reducere den gensidige absorption mellem phosphorbelægningen, effektiviteten af emballagelumen kan forbedres med 18%.
5, E udektisk svejseteknologi
Eutektisk svejseteknologi er en af de vigtigste kerneteknologier i high power LED flip chip emballage proces. Eutektisk svejseteknologi i LED-emballeringsprocessen er kernen i varmeproblemet og fordelene ved krystalproblemer og vil være fremtidens retning for den fremtidige udvikling af LED-emballage. Eutektisk legering har et lavere smeltepunkt end den rene komponent, smelteprocessen er enkel; eutektisk legering har bedre fluiditet end rent metal, hvilket kan forhindre dannelsen af dendritter, der hæmmer væskestrømmen i størkningen og således forbedrer støbningsydelsen; eutektisk legering Men har også en konstant temperaturovergangskarakteristik (ingen størkningstemperaturområde), kan reducere støbefejl, såsom segregering og krympning; hærdet eutektisk legering sejhed (tæt på metal sejhed), bør ikke bryde; eutektisk størkning kan være en række former Af mikrostruktur, især det regelmæssige arrangement af lamellær eller stang eutektisk struktur, kan være fremragende præstationer in situ kompositmaterialer. Det er netop fordi eutektisk har så mange fordele, så brug af eutektisk proces til fremstilling af LED-pakken skal reducere impedansen og forbedre fordelene ved varmeledningseffektivitet.
Hot produkter: bevægelsesføler lineær lampe , 150W power high bay , tri-proof LED lampe , LED minedrift lampe , 120cm lineær høj bay , LED vokse lampe
