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高亮LED要突破的技术瓶颈

2022-01-15 14:46分类:电子元器件 阅读:

 

  20011年,高亮度LED一直存有许多技术性短板!亮度高LED(High-brightness Light EmitTIng Diodes;HB LED)的发生,在照明灯具产业链中刮起了一股风潮。相比于传统式的白热电灯泡,HB LED因具有了更节电、使用期限更长及反应速度迅速等关键优势,因而迅速的占领了LCD背光板、交通出行号志、车辆照明灯具和品牌等众多销售市场。

  HB LED的导向性生产工艺是InGaN,但此技术性仍有一些短板必须 摆脱,现阶段把握展望技术性的商家陆续对于这种短板明确提出新的解决方法,期待能进一步扩展HB LED的销售市场。这种短板中以静电感应释放出来(electrostaTIc discharge;ESD)敏感度和线膨胀系数(thermal coefficient of expansion ;TCE)为两大话题,其艰难以下上述:

  热处理工艺(Thermal Management)

  相比于LED 晶体(die)的高效率特点,现阶段大多数的封裝方法很显然地不能满足今朝与将来的使用要求。针对HB LED的封裝生产商而言,一个关键的考验来自于热处理工艺话题。这主要是因为在高温下,晶格常数会造成震动,从而导致构造上的更改(如感恩回馈控制回路变为正方向的),这将减少发 亮度,乃至令LED没法应用,也会对交叠相互连接的封在聚合体(encapsulaTIng polymers)导致危害。

  仅管一些检测表明,在晶体(die)的形式下, 即便 电流量高到130mA仍能正常的工作中;但选用一般的封裝后,LED只有在20mA的标准下发亮。这主要是因为当集成ic是以高电流量来推动时,所造成的高烧会导致铜 输电线框(lead-frame)从原来封裝好的部位转移。因而在集成ic与输电线框间存有着TCE的不灵活性,这类不灵活性是对LED稳定性的一大威协。

  静电感应释放出来(ESD)

  对电子产品的静电感应危害 (ElectrostaTIc damage;ESD)很有可能出现在从生产到运用全过程中的任何时刻。假如无法合理地操纵解决ESD的难题,很可能会导致系统软件条件的无法控制,从而对电子产品导致 危害。InGaN 晶体一般被算作是"Class 1"的机器设备,做到30kV的静电干扰正电荷实际上 非常容易产生。在对比实验中,10V的充放电就能毁坏Class 1 对ESD极比较敏感的机器设备。科学研究表明ESD对电子设备及相应设施的危害每一年可能达到50亿美金,对于因ESD损伤的LED则也许有发暗、费用报销、短路故障,及低Vf (forward voltage)或 Vr(reverse voltage)等状况。

  以Submount技术性突破瓶颈

  为了更好地提升这种InGaN LED短板,CAMD企业明确提出一项独特的处理方法。选用与医药学用性命支撑机器设备同样的技术性,CAMD发展趋势出一种硅媒介(Silicon Carrier)或次粘着基台(Submount),以作为InGaN集成ic与输电线框中间的內部接触抑制物质;当通过齐纳二极管(Zener Diodes)来给予ESD维护的与此同时,这类Submount设计方案也可以减少TCE不灵活性的冲击性。

  那样做也有一些显著的益处:以Submount黏着焊球,能够使LED晶体密切地与Submount接合在一起,再经过打线接入到输电线框。这类方法能减少因立即打线到LED晶体所造成的挡光危害。

  在图一所显示的Submount两侧都是有翠绿色的矩 形地区,这也是打线的地区。除此之外,由于Submount是一个光洁的硅表层,其上是铝金属材料层,因而能将一般损害掉的亮度合理的反射面出来 。图一中的遮盖了大部分 分Submount的蓝色的地区,就是高反射的铝金属材料层,它的效果宛如LED的一面反射镜片。

  在LED的反面一般以金遮盖,以给予预设值的导热,及其集成ic与输电线框、铜热管散热器的高宽比紧密连接度。

  结果

  HB LED已逐渐替代消费性及工业生产使用的传统式照明灯具解决方法,但是让LED充分发挥较大光照强度,仍得摆脱一些短板,比如在高温下,封裝晶格常数会震动乃至转移,及其因 ESD的影响而让LED有发暗、费用报销及断路等状况。文中所提起的Submount封裝技术性,能够合理的处理LED发亮、排热及导电性等难题,并能给予ESD 维护,是一个适合宣传的解决方法。

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