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高功率白光LED芯片散热的技术研究分析?

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文章出处:2127金沙赌乐场责任编辑:admin人气:-发表时间:2015-07-17 14:30
    藉由提高晶片面积来增加发光量
 
    期望改善白光LED的发光效率,目前有两大方向,就是提高LED晶片的面积,也就是说,将目前面积为1m㎡的小型晶片,将发光面积提高到10m㎡的以上,藉此增加发光量,或把几个小型晶片一起封装在同一个模组下。
 
    虽然,将LED晶片的面积予以大型化,藉此能够获得高多的亮度,但因过大的面积,在应用过程和结果上也会出现适得其反的现象。所以,针对这样的问题,部分LED业者就根据电极构造的改良,和覆晶的构造,在晶片表面进行改良,来达到50lm/W的发光效率。
 
    例如在白光LED覆晶封装的部分,由于发光层很接近封装的附近,发光层的光向外部散出时,因此电极不会被遮蔽的优点,但缺点就是所产生的热不容易消散。
 
    而并非进行晶片表面改善后,再加上增加晶片面积就绝对可以一口气提昇亮度,因为当光从晶片内部向外散射时,晶片中这些改善的部分无法进行反射,所以在取光上会受到一点限制,根据计算,最佳发挥光效率的LED晶片尺寸是在7m㎡左右。
 
    利用封装数个小面积LED晶片快速提高发光效率
 
    和大面积LED晶片相比,利用小功率LED晶片封装成同一个模组,这样是能够较快达到高亮度的要求,例如,Citizen就将8个小型LED封装在一起,让模组的发光效率达到了60lm/W,堪称是业界的首例。
 
    但这样的做法也引发的一些疑虑,因为是将多颗LED封装在同一个模组上,所以在模组中必须置入一些绝缘材料,以免造成LED晶片间的短路情况发生,不过,如此一来就会增加了不少的成本。
 
    对此Citizen的解释是,事实上对于成本的影响幅度是相当小的,因为相较于整体的成本比例,这些绝缘材料仅不到百分之一,并因可以利用现有的材料来做绝缘应用,这些绝缘材料不需要重新开发,也不需要增加新的设备来因应。
 
    虽然Citizen的解释理论上是合理的,但是,对于较无经验的业者来说,这就是一项挑战,因为无论在良率、研发、生产工程上都是需要予以克服的。
 
    当然,还有其他方式可达到提高发光效率的目标,许多业者发现,在LED蓝宝石基板上制作出凹凸不平坦的结构,这样或许可以提高光输出量,所以,有逐渐朝向在晶片表面建立texture或PhotONics结晶的架构。
 
    例如德国的OSRAM就是以这样的架构开发出“ThinGaN”高亮度LED,OSRAM是在InGaN层上形成金属膜,之后再剥离蓝宝石。这样,金属膜就会产生映射的效果而获得更多的光线取出,而根据OSRAM的资料显示,这样的结构可以获得75%的光取出效率。
 
    逐渐有业者利用覆晶的构造,来期望达到50lm/W的发光效率,由于发光层很接近封装的附近,发光层的光向外部散出时,因此电极不会被遮蔽。
 
    当然,除了晶片的光取出方面需要做努力外,因为期望能够获得更高的光效率,在封装的部分也是必须做一些改善。
 
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