大功率白光LED封裝技術(shù)的計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、本文主要從提高功率型LED的發(fā)光效率為出發(fā)點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)功率型白光LED的封裝結(jié)構(gòu)和熒光粉的涂覆結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬研究，并通過封裝實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種熒光粉的涂覆方式進(jìn)行了比較分析。 首先，對(duì)LED的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬研究。分析和模擬了與大功率LED光萃取效率有關(guān)的兩個(gè)因素：反射杯的形狀和球面透鏡的形狀。結(jié)果表明，當(dāng)發(fā)光芯片位于球面透鏡的中心時(shí)出光效率最好。 其次，針對(duì)熒光粉層結(jié)構(gòu)對(duì)LED出光效率的影響，本文進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并提出

2、了一種新的熒光粉涂覆方式。這種新的熒光粉涂覆方式與傳統(tǒng)的熒光粉涂覆方式的區(qū)別在于：在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，熒光粉層直接覆蓋在發(fā)光芯片表面，硅膠填充在熒光粉層和透鏡之間；而在新結(jié)構(gòu)中，熒光粉涂覆在透鏡的內(nèi)表面，硅膠填充在熒光粉層和熱枕之間。利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)兩者的出光效率進(jìn)行了整體和分層的模擬分析。模擬結(jié)果顯示，采用新結(jié)構(gòu)的白光LED的出光效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 再者，在熒光粉層模擬的過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的現(xiàn)象：部分光線被封閉在透鏡中而無法出射

3、。論文對(duì)此進(jìn)行了研究，并將此現(xiàn)象解釋為由于光線在透鏡內(nèi)部被多次全反射直至最后光線的能量完全在透鏡內(nèi)部損耗掉。 最后，通過LED封裝實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證新型封裝結(jié)構(gòu)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，新結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高30％左右的發(fā)光效率。由于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，熒光粉可以將60％左右的光線反射回去，這部分光線被LED發(fā)光芯片吸收，沒有充分的利用，不但光效下降，還會(huì)導(dǎo)致芯片發(fā)熱，進(jìn)一步降低光效。而且傳統(tǒng)封裝工藝較復(fù)雜，成本較高。新結(jié)構(gòu)不但光效比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要高，而且