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LED封装的取光效率分析
一、影响取光效率的封装要素
1.散热技术
对于由PN结组成的发光二极管，当正向电流从PN结流过时，PN结有发热损耗，这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等，辐射到空气中，在这个过 程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗，也就是热阻，热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。8、胶体，普通LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W)，热耗散功率 为PD(W)，此时由于电流的热损耗而引起的PN结温度上升为：
T(℃)=Rth×PD。
PN结结温为：
TJ=TA Rth×PD
其中TA为环境温度。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。同时，由于热损耗引起的温升***，发光二极管亮度将不再继续随着电流成比例提高，即显示出热饱和现象。另外，随着结温的上升，发光的峰值波长也将向长波方向漂移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说，蓝光波长的漂移，会引起与荧光粉激发波长的失配，从而降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。包装袋拆封后，产品必须在24小时内焊接使用完毕，否则产品必须在温度5~30℃、相对湿度lt。
对于功率发光二极管来说，驱动电流一般都为几百毫安以上，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说，如何降低 品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可提高产品的饱和电流，提高产品的发光效率，同时也提高了产品的可靠性和寿命。为了降低产品的热阻， 首先封装材料的选择显得尤为重要，包括热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低，即要求导热性能良好。其次结构设计要合理，各材料间的导热性能连续匹配，材料之 间的导热连接良好，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。同时，要从工艺上确保，热量按照预先设计的散热通道及时的散发出去。毕竟你总不能让LED厂家倒贴吧，下面以***典型的LED灯泡和LED天花射灯为例说明其成本。
2.填充胶的选择
根据折射定律，光线从光密介质入射到光疏介质时，当入射角达到一定值，即大于等于临界角时，会发生全发射。以GaN蓝色芯片来说，GaN材料的折射率是2.3，当光线从晶体内部射向空气时，根据折射定律，临界角θ0=sin-1(n2/n1)。
其中n2等于1，即空气的折射率，n1是GaN的折射率，由此计算得到临界角θ0约为25.8度。在这种情况下，能射出的光只有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光，据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右，因此，由于芯片晶体的内部吸收，能射出到晶体外面光线的比例很少。据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同样，芯片发出的光要透过封装材料，传送到空间，也要考虑材料对取光效率的影响。展柜所用的LED贴片灯条3528和5050的区别2835：LED组件的长度是3。
所以，为了提高LED产品封装的取光效率，必须提高n2的值，即提高封装材料的折射率，以提高产品的临界角，从而提高产品的封装发光效率。同 时，封装材料对光线的吸收要小。为了提高出射光的比例，封装的外形***hao是拱形或半球形，这样，光线从封装材料射向空气时，几乎是垂直射到界面，因而不再产 生全反射。”依照目前普遍LED芯片与封装供货商的技术发展蓝图，LED的初始发光效率(流明/瓦)将在未来的十年中持续进步。
3.反射处理
反射处理主要有两方面，一是芯片内部的反射处理，二是封装材料对光的反射，通过内、外两方面的反射处理，来提高从芯片内部射出的光通比例，减少芯片内部吸收，提高功率LED成品的发光效率。从封装来说，功率型LED通常是将功率型芯片装配在带反射腔的金属支架或基板上，支架式的反射腔一般是采取电镀方式提高反射效果，而基板式的反射腔一般是采用抛光方式，有条件的还会进行电镀处理，但以上两种处理方式受模具精度及工艺影响，处理后的反射腔有一定的反射效果，但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔，由于抛光精度不足或金属镀层的氧化，反射效果较差，这样导致很多光线在射到反射区后被吸收，无法按预期的目标反射至出光面，从而导致***终封装后的取光效率偏低。三、确定使用场所需要的灯具功率、照度和色温这一点就需要部分的***知识，LED工矿灯的功率要根据实际照明面积选择，功率偏高会造成电资源的浪费，功率偏低又达不到照明需求。
我们经过多方面的研究和试验，研制成一种具有自主知识产权的使用有机材料涂层的反射处理工艺，通过这种工艺处理，使得反射到载片腔内的光线吸收很少，能将大部分射到其上面的光线反射至出光面。这样处理后的产品取光效率与处理之前相比可提高30%-50%。我们目前1W白光功率LED的光效可达 40-50lm/W(在远方PMS-50光谱分析测试仪器上测试结果)，获得了很好的封装效果。四、LED安装方法（1）注意各类LED引线的排列，以防极性装错。
4.荧光粉选择与涂覆
对于白色功率型LED来说，发光效率的提高还与荧光粉的选择和工艺处理有关。为了提高荧光粉激发蓝色芯片的效率，首先荧光粉的选择要合适，包括激发波长、颗粒度大小、激发效率等，需全mian考核，兼顾各个性能。其次，荧光粉的涂覆要均匀，***hao是相对发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀，以免因厚度不均 造成局部光线无法射出，同时也可改善光斑的质量。解析有关于LED照明灯的可持续性问题随着“***暖化及节能减碳”议题的发烧，LED照明产业视为***为立即而且有效的解决方案之一，各国莫不顷全力发展并大量展开测试计划。
二、结论
良好的散热设计对提高功率型LED产品发光效率有着显着的作用，同时也是确保产品寿命和可靠性的前提。而设计良好的出光通道，这里着重指反射腔、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺处理，可以有效提高功率型LED的取光效率。对功率型白光LED来说，荧光粉的选择和工艺设计，对光斑的改善和发光效率的提高也至关重要。奕博科技是一家***生产和销售直插led灯珠、led食人鱼、贴片led、大功率led灯珠，各种异形灯珠厂家，拥有***全自动化生产设备，公司产品大量销往***各地，奕博欢迎您的加入。
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购买LED工矿灯之前请注意了解以下几点：
一、根据实际需求选择
像煤炭、石油、化工等行业选择工矿灯时不止要考虑照明需求能否达到要求，还要防尘、防水等因素，甚至需要考虑防爆要求。这点就制约了我们选择LED灯具的第i一大要件，购买了一般工矿灯，在节能方面达不到要求，买灯便宜用灯贵；奕博***生产***D贴片LED灯珠、插件LED灯珠、食人鱼LED灯珠、红外线发射管等等。选择普通的LED灯具可能价格能接受，但是使用安全性没保障，灯具三天两头更换，会给我们的工作带来很多不便利，一般的厂房楼层高都比较高，更换灯具需要用***的扶梯或者升降车，这更增加了我们的隐形投入成本。所以这类企业选择灯具需要考虑产品是不是符合***质量标准要求，是不是通过了认证等等因素。
二、考虑综合性价比
LED工矿灯，特别是通过质量体系认证等的LED工矿灯，因为在制作和选材方面都会严格执行***标准，不会用偷工减料的低劣手段来降低产品成本，所以价格方面可能会比一般灯具高。但是，购买时的一次投入换来的是高质量的产品，使用时不但节省了电费成本，更节省了灯具二次购买、维修更换的成本，关键是为我们的安全生产提供了可靠的保障。（2）使用已分光色的产品时，请按BIN号的先后顺序归类使用，不能把不同等级BIN号的产品混合使用在同一个产品上，以免产生颜色、、电压和亮度的差异。
三、确定使用场所需要的灯具功率、照度和色温
这一点就需要部分的***知识，LED工矿灯的功率要根据实际照明面积选择，功率偏高会造成电资源的浪费，功率偏低又达不到照明需求；另外灯具的照度、色温显指等条件也很重要，生产线要求的照明分辨率高，纺织行业就普遍采用高分辨率灯具。
奕博光电是一家集研发、设计、生产、销售为一体的综合型企业，经营项目主要包括直插led灯珠、led食人鱼、贴片led、大功率led等等，如有需要欢迎拨咨询电话与我们联系，我们将竭诚为您服务！
LED照明独特优势
(一)节约能源：LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达80―90%。笔者还将LED灯与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯做了一番比较，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/w，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/w，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96Alm/w，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED为20―28lm/w，寿命可大于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。不同类型的LED反向特性相差大：普绿，普黄芯片反向击穿可达到一百多伏，而普红芯片则在十几二十伏之间。
(二)安全环保：LED的工作电压低，多为1.4―3V;普通LED工作电流仅为10mA，超高亮度的也不过1A。LED在生产过程中不要添加“gong”，也不需要充气，不需要玻璃外壳，抗冲击性好，抗震性好，不易破碎，便于运输，非常环保，被称为”绿色能源”。B三基色LED形成白光这种方法是将绿、红、蓝三种LED芯片组合，同时通电，然后将发出的绿光、红光、蓝光按一定比例混合成白光。
(三)使用寿命长：LED体积小、重量轻，外壳为环氧树脂封装，不仅可以保护内部芯片，还具有透光聚光的能力。LED使用寿命普遍在5万―10万小时之间，因为LED是半导体器件,即使是频繁的开关，也不会影响到使用寿命。当今家用照明主要使用的是白炽灯、荧光灯及节能荧光灯。灯具更新版本的设计也将导致长时间有效寿命与可靠度的测试和验证一再的被市场要求与确认。
(四)响应速度快：LED的响应频率fτ与注入少数载流子的寿命τmc有关，如GaAs材料制成的LED，其τmc一般在1―10ns 范围内，则响应频率约为16―160MHz，这样高的响应频率对于显示6.5MHz的视频信号来说已经足够了，这也是实现视频 LED大屏幕的关键因素之一。失效灯珠封装胶的材质为硅橡胶，使用SEMEDS测试封装胶的元素成分，发现其比正常灯珠封装胶成分多检出了硫（S）元素。
LED响应时间***i低的已达1微秒，一般的多为几个毫秒，约为普通光源响应时间的1/100。因此可用于很多高频环境，如汽车刹车灯或状态灯，可以缩短车后车辆的刹车时间，从而提高安全性。
(五)发光效率高：白炽灯、卤钨灯的光效为12-24lm/w(流明/瓦)，荧光灯的光效为50―70lm/w，钠灯的光效为90―140lm/w，大部分的耗电变成热量损耗。而LED的光效经改善后可达到50―200lm/w，且光的单色性好、光谱窄，无需过滤就可直接发出有色可见光。4、不吸灰尘，无蚊虫，维护简单不需要经常打扫灯体，节约部分维护成本。
(六)LED元件的体积小：更加便于各种设备的布置和设计，而且能够更好地实现夜景照明中“只见灯光不见光源”的效果。
(七)LED光线能量集中度高：集中在较小的波长窗口内，纯度高。
(八)LED发光指向性强：亮度衰减比传统光源低很多。