El LED, también conocido como fuente de iluminación de cuarta generación o fuente de luz verde, tiene las características de ahorro de energía, protección ambiental, larga vida útil y tamaño pequeño. Es ampliamente utilizado en diversos campos como indicación, visualización, decoración, retroiluminación, iluminación general y escenas nocturnas urbanas. Según las diferentes funciones de uso, se puede dividir en cinco categorías: visualización de información, luces de señalización, accesorios de iluminación para automóviles, retroiluminación de pantalla LCD e iluminación general.
Las luces LED convencionales tienen desventajas como un brillo insuficiente, lo que conduce a una popularidad insuficiente. Las luces LED de potencia tienen ventajas como un alto brillo y una larga vida útil, pero presentan dificultades técnicas como el embalaje. A continuación se muestra un breve análisis de los factores que afectan la eficiencia de captación de luz de los envases LED de tipo energético.

1. Tecnología de disipación de calor
Para los diodos emisores de luz compuestos de uniones PN, cuando la corriente directa fluye a través de la unión PN, la unión PN experimenta una pérdida de calor. Este calor se irradia al aire a través de adhesivos, materiales de encapsulación, disipadores de calor, etc. Durante este proceso, cada parte del material tiene una impedancia térmica que impide el flujo de calor, conocida como resistencia térmica. La resistencia térmica es un valor fijo determinado por el tamaño, la estructura y los materiales del dispositivo.
Suponiendo que la resistencia térmica del diodo emisor de luz es Rth (℃/W) y la potencia de disipación de calor es PD (W), el aumento de temperatura de la unión PN causado por la pérdida de calor de la corriente es:
T (℃)=Rth&TImes; PD
La temperatura de la unión PN es:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Entre ellos, TA es la temperatura ambiente. Debido al aumento de la temperatura de la unión, la probabilidad de recombinación de luminiscencia de la unión PN disminuye, lo que resulta en una disminución del brillo del diodo emisor de luz. Mientras tanto, debido al aumento de temperatura provocado por la pérdida de calor, el brillo del diodo emisor de luz ya no seguirá aumentando proporcionalmente con la corriente, lo que indica un fenómeno de saturación térmica. Además, a medida que aumenta la temperatura de la unión, la longitud de onda máxima de la luz emitida también se desplazará hacia longitudes de onda más largas, aproximadamente 0,2-0,3 nm/℃. Para los LED blancos obtenidos mezclando polvo fluorescente YAG recubierto con chips de luz azul, la deriva de la longitud de onda de la luz azul provocará una falta de coincidencia con la longitud de onda de excitación del polvo fluorescente, reduciendo así la eficiencia luminosa general de los LED blancos y provocando cambios en el color de la luz blanca. temperatura.
Para los diodos emisores de luz de potencia, la corriente impulsora es generalmente de varios cientos de miliamperios o más, y la densidad de corriente de la unión PN es muy alta, por lo que el aumento de temperatura de la unión PN es muy significativo. Para embalajes y aplicaciones, cómo reducir la resistencia térmica del producto para que el calor generado por la unión PN pueda disiparse lo antes posible no solo puede mejorar la corriente de saturación y la eficiencia luminosa del producto, sino también mejorar la confiabilidad y vida útil del producto. Para reducir la resistencia térmica del producto, la selección de los materiales de embalaje es particularmente importante, incluidos disipadores de calor, adhesivos, etc. La resistencia térmica de cada material debe ser baja, lo que requiere una buena conductividad térmica. En segundo lugar, el diseño estructural debe ser razonable, con una adaptación continua de la conductividad térmica entre los materiales y buenas conexiones térmicas entre los materiales para evitar cuellos de botella en la disipación de calor en los canales térmicos y garantizar la disipación de calor desde las capas internas a las externas. Al mismo tiempo, es necesario garantizar durante el proceso que el calor se disipe de manera oportuna de acuerdo con los canales de disipación de calor prediseñados.

2. Selección del adhesivo de relleno
Según la ley de refracción, cuando la luz incide desde un medio denso hacia un medio disperso, se produce una emisión total cuando el ángulo de incidencia alcanza un cierto valor, es decir, mayor o igual que el ángulo crítico. Para los blue chips de GaN, el índice de refracción del material de GaN es 2,3. Cuando se emite luz desde el interior del cristal hacia el aire, según la ley de refracción, el ángulo crítico θ 0=sen-1 (n2/n1).
Entre ellos, n2 es igual a 1, que es el índice de refracción del aire, y n1 es el índice de refracción del GaN. Por lo tanto, se calcula que el ángulo crítico θ 0 es de aproximadamente 25,8 grados. En este caso, la única luz que se puede emitir es la luz dentro del ángulo espacial sólido de ≤ 25,8 grados. Según los informes, la eficiencia cuántica externa de los chips de GaN ronda actualmente el 30% -40%. Por tanto, debido a la absorción interna del cristal del chip, la proporción de luz que se puede emitir fuera del cristal es muy pequeña. Según los informes, la eficiencia cuántica externa de los chips de GaN ronda actualmente el 30% -40%. De manera similar, la luz emitida por el chip debe atravesar el material de embalaje y transmitirse al espacio, y también debe considerarse el impacto del material en la eficiencia de captación de luz.
Por lo tanto, para mejorar la eficiencia de captación de luz del embalaje de productos LED, es necesario aumentar el valor de n2, es decir, aumentar el índice de refracción del material de embalaje, para aumentar el ángulo crítico del producto y así mejorar la eficiencia luminosa del embalaje del producto. Al mismo tiempo, el material de encapsulación debería tener una menor absorción de luz. Para aumentar la proporción de luz emitida, lo mejor es que el embalaje tenga una forma arqueada o semiesférica. De esta manera, cuando la luz se emite desde el material de embalaje al aire, es casi perpendicular a la interfaz y ya no sufre una reflexión total.

3. Procesamiento de reflexión
Hay dos aspectos principales del tratamiento de reflexión: uno es el tratamiento de reflexión dentro del chip y el otro es el reflejo de la luz por el material de embalaje. A través del tratamiento de reflexión interna y externa, se aumenta la proporción de luz emitida desde el interior del chip, se reduce la absorción dentro del chip y se mejora la eficiencia luminosa de los productos LED de potencia. En términos de empaque, los LED de potencia generalmente ensamblan chips de potencia sobre soportes metálicos o sustratos con cavidades reflectantes. La cavidad reflectante tipo soporte suele estar chapada para mejorar el efecto de reflexión, mientras que la cavidad reflectante tipo sustrato suele estar pulida y puede someterse a un tratamiento de galvanoplastia si las condiciones lo permiten. Sin embargo, los dos métodos de tratamiento anteriores se ven afectados por la precisión y el proceso del molde, y la cavidad reflectante procesada tiene un cierto efecto de reflexión, pero no es ideal. En la actualidad, en la producción de cavidades reflectantes de tipo sustrato en China, debido a una precisión de pulido insuficiente o a la oxidación de los recubrimientos metálicos, el efecto de reflexión es deficiente. Esto da como resultado que se absorba una gran cantidad de luz después de alcanzar el área de reflexión, que no puede reflejarse en la superficie emisora ​​de luz como se esperaba, lo que lleva a una baja eficiencia de captación de luz después del embalaje final.

4. Selección y recubrimiento de polvo fluorescente
Para los LED de potencia blanca, la mejora de la eficiencia luminosa también está relacionada con la selección del polvo fluorescente y el tratamiento del proceso. Para mejorar la eficiencia de la excitación del polvo fluorescente de los chips azules, la selección del polvo fluorescente debe ser adecuada, incluida la longitud de onda de excitación, el tamaño de las partículas, la eficiencia de la excitación, etc., y se debe realizar una evaluación integral para considerar varios factores de rendimiento. En segundo lugar, el recubrimiento de polvo fluorescente debe ser uniforme, preferiblemente con un espesor uniforme de la capa adhesiva en cada superficie emisora ​​de luz del chip, para evitar un espesor desigual que pueda provocar que no se pueda emitir luz local, y también mejorar la Calidad del punto de luz.

Descripción general:
Un buen diseño de disipación de calor juega un papel importante en la mejora de la eficiencia luminosa de los productos LED de potencia y también es un requisito previo para garantizar la vida útil y la confiabilidad del producto. Un canal de salida de luz bien diseñado, centrado en el diseño estructural, la selección de materiales y el tratamiento del proceso de cavidades reflectantes, adhesivos de relleno, etc., puede mejorar eficazmente la eficiencia de captación de luz de los LED de potencia. Para los LED blancos de potencia, la selección del polvo fluorescente y el diseño del proceso también son cruciales para mejorar el tamaño del punto y la eficiencia luminosa.