Analyse der weißen high-Power LED-Anwendungen und LED-Chip-Wärmeableitung

May 07, 2017

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Obwohl es ziemlich gut in Bezug auf die Merkmale scheint, aber in der Tat gibt es einige Mängel, wie die Lebensdauer, nur 3.000 Stunden oder so, plus der Preis zu teuer ist ist nicht einfach, Dinge zu lösen, vielleicht der Preis ist zu teuer das Problem dauert einige einige Tropfen Zeit, aber jetzt das Niveau von 300.000 Yen zu sehen bis zu 3.000 oder sogar 300 Yen fallen, braucht es mehr als 10 Jahren.

Für heute, weiße LED nach wie vor gibt es schlechte leuchtende Einheitlichkeit ist, geschlossene materielle Leben ist nicht lang, und kann nicht spielen die weiße LED erwartet, um die Vorteile zu nutzen. Aber die Nachfrage-Ebene, nicht nur die allgemeine Verwendung der Beleuchtung, mit Handy, LCD-TV, Automobil-, Medizin- und anderen weit verbreiteten positiven macht die am besten geeignete Entwicklung der weißen LED-Technologie-Forschung, die Ergebnisse ziemlich besorgt über sind.

Erhöhen Sie die Menge des Lichtes durch Vergrößerung der wafer

Erwarten, dass die Lichtausbeute von weißen LED zu verbessern, gibt es zwei große Richtungen, sollVerbesserung der Bereich der LED-Chips, d. h. den aktuellen Bereich von 1m Helligkeitsniveau kleiner Chip, der Leuchtfläche stieg auf 10m Helligkeitsniveau oder mehr, um die Lichtmenge zu erhöhen, oder mehrere kleine Chips im selben Modul zusammenstellen.

Obwohl die LED chip-Fläche zu groß, zu viel Helligkeit, sondern wegen der großen Fläche zu erhalten, in der Anwendung erscheint und die Ergebnisse kontraproduktiv Phänomen. Daher angesichts solcher Probleme, einige der LED-Industrie zur Verbesserung der Elektrodenstruktur und die Struktur der Flip-Chip, der Chip Oberfläche zu verbessern, zu 50lm / W Lichtausbeute.

Zum Beispiel im Fall wo die lichtemittierenden Schicht in der Nähe des Pakets ist, wird das Licht von außen abgestrahlt, so dass die Elektrode nicht abgeschirmt, aber der Nachteil ist, dass die erzeugte Wärme nicht leicht abgeführt werden kann.

Anstelle einer Erhöhung der Wafer-Oberfläche, ist es durchaus möglich, die Helligkeit in einem Atemzug zu erhöhen, indem Bereich Wafer, da die verbesserte Teile des Wafers nicht wiedergegeben werden können, wenn das Licht aus dem Inneren des Wafers, eine kleine Grenze gestreut wird , nach der Berechnung ist die beste Spiel Lichtausbeute LED Chip-Größe ca. 7 m Quadratmeter.

Die Verwendung von mehreren kleinen Bereich LED-Chip, schnell die Lichtausbeute zu erhöhen

Und großflächige LED-Chip gegenüber dem Einsatz von Low-Power-LED-Chip-Package in das gleiche Modul, das in der Lage, hohe Helligkeit Anforderungen schnell zu erreichen ist, z. B. Bürger werden acht kleine LED-Paket zusammen, so dass die Modul-Lichtausbeute erreicht 60lm / W, genannt die branchenweit ersten Fall.

Aber dieser Ansatz auch verursacht einige Zweifel, denn es ist mehr als ein LED-Paket im selben Modul, so dass in einigen isolierenden Materialien, um zu vermeiden das Modul platziert werden muss Kurzschluß zwischen der LED-Chip, aber dieses es die Kosten für eine Menge zu erhöhen.

Die Erklärung für Bürger ist, dass in der Tat, das Ausmaß der Auswirkungen auf die Kosten ziemlich klein ist seit weniger als ein Prozent dieser Dämmstoffe sind im Vergleich zu der gesamten Kosten Verhältnis und mit vorhandenen Materialien Anwendung, diese Isolierung erzielt werden Materialien müssen nicht neu zu entwickeln, brauchen Sie nicht, fügen Sie neue Ausrüstung, um zu reagieren.

Obwohl Bürgers Auslegung theoretisch angemessen ist, ist es eine Herausforderung für weniger erfahrene Industrie, denn sowohl in Bezug auf gute, R & D und Produktionstechnik müssen überwunden werden.

Natürlich gibt es andere Möglichkeiten, um das Ziel der Verbesserung der Lichtausbeute, viele Industrie fand im LED Saphir Substrat, unebenen Struktur zu produzieren, der möglicherweise in der Lage, die Lichtleistung zu verbessern, so dass es allmählich in Richtung der Wafer-Oberfläche zu erreichen Textur oder Photonik Kristallstruktur zu etablieren.

Zum Beispiel Deutschlands OSRAM ist ein solcher Rahmen, ein "ThinGaN" High-Brightness LED OSRAM gegründet InGaN-Schicht aus Metallfolie und ist dann beraubt Saphir zu entwickeln. Auf diese Weise Metallfilms wird die Wirkung des Mappings und erhalten mehr Licht heraus, und nach der OSRAM Daten zeigen, dass diese Struktur 75 % der leichten Extraktionseffizienz bekommen kann.

Es wird erwartet, dass die Lichtausbeute von 50 lm / W wird voraussichtlich durch die Verwendung einer Flip-Chip-Struktur erreicht werden. Da der lichtemittierenden Schicht in der Nähe des Pakets ist, wird das Licht der lichtemittierenden Schicht nach außen abgeführt, so dass die Elektrode nicht abgeschirmt ist.

Natürlich, abgesehen von der Notwendigkeit für Licht, nehmen Sie den Chip aus der Anstrengung, weil voraussichtlich höhere Lichtausbeute im Paketteil die Notwendigkeit, einige Verbesserungen zu tun bekommen kann. In der Tat, jedes zusätzliches Projekt hat einige Auswirkungen auf die Effizienz der leichte Extraktion, aber dies bedeutet nicht, dass denn der Verpackungsprozess sicherlich die höheren Lichtverlust als Japan OMROM, entwickelt von der Flugzeug-Lichtquelle Technologie zunehmen, es kann verbessern Sie die Effizienz der leichte Extraktion, eine solche Struktur OMROM ist das LED Licht durch den Einsatz von optischen Linsensystem und reflektierende optische System die Kontrolle zu tun, also OMROM genannt "Doublereflection optisches System."

Mit solch einer Struktur der Lichtverlust durch die LED des konventionellen Schalentyp Pakets oder dergleichen verursacht für die Weitwinkel-Reflexion des Pakets zu höheren Lichtausbeute verbessert werden kann, und darüber hinaus die Verarbeitung erfolgt auf dem Netz gebildet auf der Oberfläche und die Bildung von Doppelschicht-Spiegelungseffekt erhalten auf diese Weise in der Tat ein gutes Licht aus der Erfolgskontrolle. Durch dieses spezielle Design, diese Nutzung der reflektierende Wirkung zu erreichen hohe Licht aus dem Wirkungsgrad der LED, ist der Hauptzweck für LCD-TV Hintergrundbeleuchtung Anwendungen.

Die Bedeutung der Verkapselung und fluoreszierende Materialien ist zu

Aber wenn Sie als LCD-TV Hintergrundbeleuchtung Anwendungen verwenden möchten, dann die Notwendigkeit, das Problem zu überwinden wird, mehr, weil der LCD-TV-Dauereinsatz Zeit bis zu mehreren Stunden oder sogar 10 Stunden, also wegen so lange den Einsatz von weißem Licht LED als eine Hintergrundbeleuchtung muss eine kontinuierliche Nutzung wird nicht die Helligkeit der Situation haben.

Wurde veröffentlicht Hochleistungs-weiß geführt, seine Leuchtkraft ist eine stromsparende weiße LED Helligkeit von mehrmals, so die Hoffnung, die der Einsatz von Hochleistungs-weiße LED Leuchtstofflampen als einer Beleuchtungseinrichtung, es vielmehr ein schwer lauten muss zu überwinden ist die Helligkeit der die Situation.

Z.B. weißes Licht LED für eine lange Zeit Dauereinsatz von 1W von Elektrizität, wird dazu führen, dass Dauereinsatz der zweiten Hälfte der Zeit schrittweise zu verringern die Helligkeit des Phänomens, natürlich, nicht nur leistungsstarker weißer LED erscheint einem solchen Low-power weiße LED gibt es so ein Problem, sondern weil, Niederleistungs-weiß weil die Anwendung der verschiedenen Produkte, so dass es so ein Problem nicht besonders hervorgehoben werden.

Je größer der Strom verwendet, je höher die Helligkeit erreicht, die in der Regel die Idee für die LED hohen Helligkeit zu erreichen, aber da der Strom steigt verwendet, der Nachteil ist, dass die Kapselung Material dies lange standhalten wegen der Hitze, die durch den Strom erzeugt, sondern auch wegen solcher Dauereinsatz, oft der thermische Widerstand von Verpackungsmaterialien sinkt um 10 k / w unter.

Hochleistungs-LED-Wärme ist ein paar Mal niedriger als die Low-Power-LED, daher, es wird mit der Temperaturanstieg und die Lichtleistung um das Problem zu reduzieren so die hohe Hitzebeständigkeit von qualitativ hochwertigen Verpackungen Werkstoffentwicklung es relativ ist erhebliche Bedeutung.

Vielleicht in den 20 ~ 30lm / W nach der LED, diese Probleme gibt es nicht, aber einmal konfrontiert mehr als 60lm / w Hochleistungs-LED, musst du einen Weg finden, zu lösen, da die Auswirkungen der thermischen, auf jeden Fall nicht nur die LED selbst Effekte, sondern durch die gesamte app beunruhigt sein wird, Veröffentlichung des Produkts, so dass wenn die LED in diesem Zusammenhang gelöst werden kann, dann Sie auch die Anwendung des Produktes selbst, reduzieren können die Kühlung belasten.

Daher angesichts der kontinuierlichen Verbesserung der aktuellen Situation zur gleichen Zeit, wie die Hitzebeständigkeit zu erhöhen, aber auch die dringende Notwendigkeit, in diesem Stadium, in jeder Hinsicht zusätzlich das Material selbst, sondern auch vom Chip bis zur überwunden werden die Verpackungsmaterialien der Hitzebeständigkeit, thermische Struktur, Verpackungsmaterialien, die Platine zwischen die Hitzebeständigkeit, thermische Struktur und die Platine Kühlung Struktur, die müssen eine ganzheitliche Betrachtung sein.

Auch wenn der Wärmewiderstand zwischen Wafer und die Paketmaterial gelöst werden kann, wird die Hitze Ableitung Effizienz der LED-Wafer beispielsweise auch durch die schlechte Wärmeableitung Hitzeeinwirkung aus dem Paket zur Leiterplatte erhöht. Setzen Sie also, wie Panasonic zur Lösung dieses Problem ab 2005 die kreisförmige, lineare, Oberfläche Art der weißen LED und Substrat Leiterplattendesign, zu überwinden scheint im Paket vom PCB das Problem der Hitze Störung.

Nicht alle von der Industrie sind jedoch wie Panasonic, die Verpackung, die Materialien auf der Platine zwischen die thermische Beständigkeit gelten, da die Industrie strategische Beziehung, etwas Industrie auf das Substrat Design als das Ziel, nur für die PCB-Board von der kühlende Struktur zu verbessern.

Es gibt eine Menge von Industrie, weil sie nicht, die Beziehung zwischen der LED, so dass nur in der Leiterplatte produzieren zu recherchieren und Entwicklung, aber nur am Ende ist noch nicht genug, so dass die Notwendigkeit, eine gute Wahl erwärmen weißen LED. Metall-Material, mit dem weißen LED-Paket in der Kühlung Slot fest verbunden mit einem Kühlkörper-Design der weißen Hochleistungs-LED und PCB Board Verbindung, zur Wärmekapazität zur Vervollständigung.

Es scheint jedoch, dass nur, weil davon ausgegangen wird, Hitze und eine einfache Sache zu kompliziert zu erreichen, am Ende das ist nicht vereinbar mit dem Konzept der Kosten und des Fortschritts zu heutigen Anwendungsebene, es ist schwierig, In der Tat ein Urteil zu bilden , etwas Industrie sucht diesen Aspekt, wie Bürger im Jahr 2004 veröffentlichte das Produkt ist in der Lage, aus der Dicke der 2 Paket ~ 3mm Wärmeableitung aus der Hitze, um die Anwendung zur Verfügung gestellt durch einen Kühlkörper der weißen Hochleistungs-LED einsetzbar , PCB-Board ermöglicht das thermische Design zu spielen.

Änderungen in Verpackungsmaterialien, die weiße LED-Lebensdauer des Originals 4mal zu verbessern

Natürlich, das Problem der Wärme wirkt sich nicht nur die Leistung der Helligkeit, aber auch auf die Lebensdauer der LED selbst Herausforderungen, also in diesem Teil der LED weiterhin entwickeln Verpackungsmaterialien zu reagieren, weiterhin zu verbessern, die LED-Helligkeit erzeugt Auswirkungen.

In der Vergangenheit Epoxidharz als Verpackungsmaterial verwendet hatte schlechte Hitzebeständigkeit, und war es möglich, dass das Epoxidharz verfärbt wurde hatte, bevor das Leben des LED-Wafers selbst erreicht wurde. Daher, um die Wärmeabfuhr zu verbessern, und müssen ermöglichen mehr des Stromes auf frei zu bekommen, was ein wichtiger Teil dieser Architektur.

Darüber hinaus nicht nur weil das Hitze-Phänomen wird Epoxidharz produzieren, und sogar kurze Wellenlängen werden auch dazu führen einige Probleme auf das Epoxid Harz, das liegt daran das weiße LED-Lichtspektrum enthält auch kurzwellige Licht, und ring Sauerstoff Harz ganz ist leicht, sein weißes Licht LED in der kurzen Wellenlänge der leichte Schäden sogar stromsparende weißer LED wurde beschädigen das Epoxidharz, nicht zu vergessen die weißen Hochleistungs-LED enthält kurzwelligem Licht mehr, dann Verschlechterung der natürlichen ebenfalls beschleunigt, und sogar einige Produkte in der kontinuierlichen beleuchtet nach der Nutzungsdauer von weniger als 5.000 Stunden.

Also, mit seiner ständigen Überwindung wegen der alten Verpackungsmaterialien - Epoxidharz durch Verfärbungen verursacht, ist es besser, die Entwicklung einer neuen Generation von Verpackungsmaterialien, vielleicht einer guten Wahl. Zur Zeit in die Lösung des Problems des Lebens in diesem Bereich viele LED-Verpackungs-Industrie stehen, Epoxidharz, und ändern die Verwendung von Silikon und Keramik als Verpackungsmaterial, laut Statistik, weil die Veränderung der Verpackungsmaterialien, in Übrigens können die Lebensdauer der LEDs verbessern.

Auf die Datenansicht anstelle von Epoxid-Harz-Verpackungsmaterial - Silikonharz, hat es eine hohe Hitzebeständigkeit, laut Test, sogar in den 150 ~ 180 Grad Celsius hohe Temperatur, es ändert sich nicht die Farbe des Phänomens scheint eine nette Verpackung Ma Material.

Weil die Siliconharzes blau zerstreuen kann und in der Nähe von UV-Licht, also im Vergleich mit Epoxidharz, Silikonharz hemmen kann das Material durch kurzwellige Licht und der Beeinträchtigung durch das Phänomen bei der Verringerung der Rate des Lichts Versorgungsgrad des Niedergangs.

Also, habe fast alle Hochleistungs-weiße LED-Produkte mit der aktuellen Anwendungsansicht geändert Silikonharz als Verpackungsmaterial, z. B. weil die kurze Wellenlänge des Lichts durch die Auswirkungen des Teils der Wellenlänge von 400 verursacht ~ 450nm Licht, Epoxidharz über ein paar bits.

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