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  • 多芯片LED封裝特點與技術

    作者:佚名 來源:網絡 時間:2016-11-15 10:12 閱讀:23551 [投稿]
    文章歸納了集成封裝的特點,從產品應用、封裝模式,散熱處理和光學設計幾個方面對其進行了介紹,并分析了集成封裝的發展趨勢,隨著大功率白光LED 在照明領域的廣泛應用,集成封裝也將得到快速發展。

    蟻澤純從芯片的工作數量以及芯片的集成密度等方面分析發現集成封裝的多芯片白光LED 結溫隨著集成芯片數量的增加而增長,其發光效率隨著集成芯片數量的增加呈減小趨勢,因此芯片的數量及集成密度在集成封裝技術的應用中也是一個很重要的影響因素。

    在公布號為CN 102042500 A專利中針對光源模塊的散熱性能提出改善方案,即在基板中心位置增加一柱形導熱裝置作為散熱區,使光源模塊在發光時,各發光芯片所產生的熱可以更快速的由基板發散。

    在散熱基板材料的選擇中,最被看好的是陶瓷基板,陶瓷基板具有散熱性佳、耐高溫與耐潮濕等優點,逐漸成為大功率LED 散熱基板的首選材料。程治國等以陶瓷基板(氧化鋁和氮化鋁,厚度0.5~1.0mm)為散熱基板,申請了發明專利。

    在專利中采用陶瓷基板金屬化技術,共晶焊接技術進行LED 集成封裝,導熱性能大大改善,采用集成封裝可以使光源功率達到200W。

    Luqiao Yin研發出一種表層為LTCC,底層為AlNx的陶瓷基板,經集成封裝測試發現長期點亮后PN 結溫度只有70. 8℃,經ANSYS 模擬觀察到跟陶瓷基板相連的鋁熱沉溫度只有39. 3℃,當驅動電流達到500 mA 時,也只有41. 0℃。

    (3)光學設計

    大功率LED 照明零組件在成為照明產品前,一般要進行兩次光學設計。

    一次光學設計的目的是盡可能多的取出LED 芯片中發出的光。

    二次光學設計的目的則是讓整個燈具系統發出的光能滿足設計需求。

    集成封裝中由于存在多顆芯片,因此對于二次光學系統設計的要求更高!

    為了實現道路照明所要求的矩形光斑分布,劉紅等依據光源特性和路面的光斑分布,通過折射定律建立透鏡母線的斜率方程,根據該方程設計了用于矩形光斑分布的LED 路燈透鏡,采用正交優化方法,利用Light Tools 軟件對所設計的透鏡光學系統進行仿真比較研究,得到了一個矩形光斑分布的光學透鏡。

    仿真結果表明,該透鏡光學系統在高度為10m 的照射條件下,照射面積為40m×10m 的矩形光斑,均勻度為0.31。對有光斑尺寸要求的LED路燈透鏡來說,該方法提供了一種簡單有效的設計途徑。

    透鏡包括入光面和出光面,還包括環形反射面,所述出光面與反射面相貫,所述入光面為二次曲面,其曲面系數為:K =-1. 2~-1.5,R= 35~41mm,所述出光面為平面,所述反射面為二次曲面,其曲面系數為:K =-0. 24~-0. 26,R= 23~29mm。

    這種設計中LED 中心區域的光線經出光面出射,LED邊緣的光線經環形反射面出射,可以避免由于透鏡的視場角有限而損失LED光能,從而最大限度的收集LED發出的光線,提高燈具的發光效率。

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