LED, juga dikenali sebagai sumber pencahayaan generasi keempat atau sumber cahaya hijau, mempunyai ciri-ciri penjimatan tenaga, perlindungan alam sekitar, jangka hayat yang panjang, dan saiz yang kecil. Ia digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti petunjuk, paparan, hiasan, lampu latar, pencahayaan umum, dan pemandangan malam bandar. Mengikut fungsi penggunaan yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada lima kategori: paparan maklumat, lampu isyarat, lekapan lampu automotif, lampu latar skrin LCD dan pencahayaan am.
Lampu LED konvensional mempunyai kekurangan seperti kecerahan yang tidak mencukupi, yang membawa kepada populariti yang tidak mencukupi. Lampu LED jenis kuasa mempunyai kelebihan seperti kecerahan tinggi dan hayat perkhidmatan yang panjang, tetapi mereka mempunyai masalah teknikal seperti pembungkusan. Di bawah ialah analisis ringkas tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kecekapan penuaian cahaya pembungkusan LED jenis kuasa.

1. Teknologi pelesapan haba
Untuk diod pemancar cahaya yang terdiri daripada simpang PN, apabila arus hadapan mengalir melalui simpang PN, simpang PN mengalami kehilangan haba. Haba ini dipancarkan ke udara melalui pelekat, bahan enkapsulasi, sink haba, dan lain-lain. Semasa proses ini, setiap bahagian bahan mempunyai galangan haba yang menghalang aliran haba, yang dikenali sebagai rintangan haba. Rintangan terma ialah nilai tetap yang ditentukan oleh saiz, struktur dan bahan peranti.
Dengan mengandaikan rintangan haba diod pemancar cahaya ialah Rth (℃/W) dan kuasa pelesapan haba ialah PD (W), kenaikan suhu simpang PN yang disebabkan oleh kehilangan haba arus ialah:
T (℃)=Rth&TImes; PD
Suhu simpang PN ialah:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Antaranya, TA ialah suhu persekitaran. Disebabkan oleh peningkatan suhu simpang, kebarangkalian penggabungan semula pendaran simpang PN berkurangan, mengakibatkan penurunan kecerahan diod pemancar cahaya. Sementara itu, disebabkan peningkatan suhu yang disebabkan oleh kehilangan haba, kecerahan diod pemancar cahaya tidak lagi akan terus meningkat secara berkadar dengan arus, menunjukkan fenomena ketepuan haba. Di samping itu, apabila suhu simpang meningkat, panjang gelombang puncak cahaya yang dipancarkan juga akan beralih ke arah panjang gelombang yang lebih panjang, kira-kira 0.2-0.3 nm/℃. Untuk LED putih yang diperoleh dengan mencampurkan serbuk pendarfluor YAG yang disalut dengan cip cahaya biru, hanyutan panjang gelombang cahaya biru akan menyebabkan ketidakpadanan dengan panjang gelombang pengujaan serbuk pendarfluor, dengan itu mengurangkan kecekapan bercahaya keseluruhan LED putih dan menyebabkan perubahan dalam warna cahaya putih suhu.
Untuk diod pemancar cahaya kuasa, arus pemacu biasanya beberapa ratus miliamp atau lebih, dan ketumpatan arus simpang PN adalah sangat tinggi, jadi kenaikan suhu simpang PN adalah sangat ketara. Untuk pembungkusan dan aplikasi, bagaimana untuk mengurangkan rintangan haba produk supaya haba yang dihasilkan oleh persimpangan PN dapat dilesapkan secepat mungkin bukan sahaja dapat meningkatkan arus tepu dan kecekapan bercahaya produk, tetapi juga meningkatkan kebolehpercayaan dan jangka hayat produk. Untuk mengurangkan rintangan haba produk, pemilihan bahan pembungkusan adalah sangat penting, termasuk sink haba, pelekat, dll. Rintangan haba setiap bahan harus rendah, yang memerlukan kekonduksian terma yang baik. Kedua, reka bentuk struktur harus munasabah, dengan pemadanan berterusan kekonduksian haba antara bahan dan sambungan haba yang baik antara bahan untuk mengelakkan kesesakan pelesapan haba dalam saluran haba dan memastikan pelesapan haba dari lapisan dalam ke luar. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk memastikan daripada proses bahawa haba dilesapkan tepat pada masanya mengikut saluran pelesapan haba yang telah direka bentuk sebelumnya.

2. Pemilihan pelekat pengisi
Mengikut hukum pembiasan, apabila cahaya datang dari medium tumpat ke medium jarang, pancaran penuh berlaku apabila sudut tuju mencapai nilai tertentu, iaitu, lebih besar daripada atau sama dengan sudut genting. Untuk cip biru GaN, indeks biasan bahan GaN ialah 2.3. Apabila cahaya dipancarkan dari bahagian dalam kristal ke arah udara, mengikut hukum pembiasan, sudut genting θ 0=sin-1 (n2/n1).
Antaranya, n2 adalah sama dengan 1, iaitu indeks biasan udara, dan n1 ialah indeks biasan GaN. Oleh itu, sudut genting θ 0 dikira kira-kira 25.8 darjah. Dalam kes ini, satu-satunya cahaya yang boleh dipancarkan ialah cahaya dalam sudut pepejal spatial ≤ 25.8 darjah. Menurut laporan, kecekapan kuantum luaran cip GaN pada masa ini adalah sekitar 30% -40%. Oleh itu, disebabkan oleh penyerapan dalaman kristal cip, bahagian cahaya yang boleh dipancarkan di luar kristal adalah sangat kecil. Menurut laporan, kecekapan kuantum luaran cip GaN pada masa ini adalah sekitar 30% -40%. Begitu juga, cahaya yang dipancarkan oleh cip perlu melalui bahan pembungkusan dan dihantar ke angkasa, dan kesan bahan terhadap kecekapan penuaian cahaya juga perlu dipertimbangkan.
Oleh itu, untuk meningkatkan kecekapan penuaian cahaya pembungkusan produk LED, adalah perlu untuk meningkatkan nilai n2, iaitu, untuk meningkatkan indeks biasan bahan pembungkusan, untuk meningkatkan sudut kritikal produk dan dengan itu. meningkatkan kecekapan pembungkusan bercahaya produk. Pada masa yang sama, bahan enkapsulasi sepatutnya mempunyai penyerapan cahaya yang kurang. Untuk meningkatkan bahagian cahaya yang dipancarkan, yang terbaik adalah mempunyai bentuk melengkung atau hemisfera untuk pembungkusan. Dengan cara ini, apabila cahaya dipancarkan daripada bahan pembungkus ke udara, ia hampir berserenjang dengan antara muka dan tidak lagi mengalami pantulan total.

3. Pemprosesan refleksi
Terdapat dua aspek utama rawatan pantulan: satu ialah rawatan pantulan di dalam cip, dan satu lagi ialah pantulan cahaya oleh bahan pembungkusan. Melalui kedua-dua rawatan pantulan dalaman dan luaran, perkadaran cahaya yang dipancarkan dari dalam cip meningkat, penyerapan di dalam cip dikurangkan, dan kecekapan bercahaya produk LED kuasa bertambah baik. Dari segi pembungkusan, LED jenis kuasa biasanya memasang cip jenis kuasa pada kurungan logam atau substrat dengan rongga reflektif. Rongga reflektif jenis kurungan biasanya disadur untuk meningkatkan kesan pantulan, manakala rongga pemantul jenis substrat biasanya digilap dan mungkin menjalani rawatan penyaduran elektrik jika keadaan membenarkan. Walau bagaimanapun, kedua-dua kaedah rawatan di atas dipengaruhi oleh ketepatan dan proses acuan, dan rongga reflektif yang diproses mempunyai kesan pantulan tertentu, tetapi ia tidak sesuai. Pada masa ini, dalam pengeluaran rongga reflektif jenis substrat di China, disebabkan oleh ketepatan penggilapan yang tidak mencukupi atau pengoksidaan salutan logam, kesan pantulan adalah lemah. Ini mengakibatkan banyak cahaya diserap selepas mencapai kawasan pantulan, yang tidak dapat dipantulkan ke permukaan pemancar cahaya seperti yang diharapkan, membawa kepada kecekapan penuaian cahaya rendah selepas pembungkusan akhir.

4. Pemilihan dan Salutan Serbuk Pendarfluor
Untuk LED kuasa putih, peningkatan kecekapan bercahaya juga berkaitan dengan pemilihan serbuk pendarfluor dan rawatan proses. Untuk meningkatkan kecekapan pengujaan serbuk pendarfluor cip biru, pemilihan serbuk pendarfluor harus sesuai, termasuk panjang gelombang pengujaan, saiz zarah, kecekapan pengujaan, dan lain-lain, dan penilaian komprehensif perlu dijalankan untuk mempertimbangkan pelbagai faktor prestasi. Kedua, salutan serbuk pendarfluor hendaklah seragam, sebaik-baiknya dengan ketebalan seragam lapisan pelekat pada setiap permukaan pemancar cahaya cip, untuk mengelakkan ketebalan tidak sekata yang boleh menyebabkan cahaya tempatan tidak dapat dipancarkan, dan juga meningkatkan kualiti tempat cahaya.

Gambaran Keseluruhan:
Reka bentuk pelesapan haba yang baik memainkan peranan penting dalam meningkatkan kecekapan bercahaya produk LED kuasa, dan juga merupakan prasyarat untuk memastikan jangka hayat dan kebolehpercayaan produk. Saluran keluaran cahaya yang direka dengan baik, dengan tumpuan pada reka bentuk struktur, pemilihan bahan, dan rawatan proses rongga reflektif, pelekat pengisi, dsb., boleh meningkatkan kecekapan penuaian cahaya LED jenis kuasa dengan berkesan. Untuk LED putih jenis kuasa, pemilihan serbuk pendarfluor dan reka bentuk proses juga penting untuk meningkatkan saiz tempat dan kecekapan bercahaya.