柔性LED灯丝的发展进程与展望

柔性LED灯丝是一种新型的LED光源,将多颗倒装芯片串联封装在柔性透明基板制备成可任意弯曲与拉伸的灯丝,实现360°全角度发光。解决了刚性LED灯丝吸光、可塑性差、结构复杂、制造繁琐等问题,使LED灯丝得到进一步的应用与推广,推动了LED灯丝灯的发展。综述了柔性LED灯丝在封装结构、封装材料、封装工艺、散热技术等方面研究状况,对实际研究和应用有一定的指导意义。     

国产WCu热沉与氧化铝陶瓷匹配封接研究

采用有限元仿真软件建立了WCu热沉-陶瓷功率集成电路外壳的三维计算模型,并对不同Cu含量WCu热沉的封装残余应力进行了计算,从理论上分析了WCu热沉Cu含量对封装结构变形和残余应力分布的影响。结果表明,在Cu含量10~20%范围内,随着Cu含量的增加,陶瓷件的峰值应力由大变小,后又升高,应力集中位置也发生转移;热沉变形方向由正向弯曲逐渐变为负向弯曲,该规律得以试验验证。研究结果对该结构封装外壳可靠性评估和优化设计具有指导意义。     

功率LED芯片键合材料对器件热特性影响的分析与仿真

针对倒装型功率发光二极管器件,描述了功率LED器件的热阻特性,对不同芯片键合材料的功率LED热阻进行了分析,并运用AN SY S软件对3类典型芯片键合材料封装的功率LED热特性进行了仿真。仿真结果表明:采用功率芯片键合材料提高了功率LED的散热特性、降低器件PN结温,而采用普通热沉粘接胶作为芯片键合材料的功率LED的PN结温则较高,因此普通热沉粘接胶不适合用作功率LED的芯片键合材料。     

柔性微型无机发光二极管的热管理

基于无机材料的发光二极管(Inorganic Light-Emitting Diodes,简称ILED)由于效率高、寿命长、响应快、方向性好等优点被广泛应用于各个领域,例如固态发光照明、光学通信和光遗传学等.与柔性衬底相结合制备得到的柔性ILED具备了能够任意弯折、扭转或拉伸这些传统LED所没有的特性,可以实现与大脑、皮肤、器官等柔软组织的集成,这为以后临床需要的医疗检测和诊断提供了可能性.本文针对矩形形状柔性ILED的传热过程建立理论和有限元仿真模型,解析得到LED中的温度场分布及其随着LED尺寸的变化规律,所得的理论预测与有限元仿真结果吻合地较好.通过理论模型,建立了ILED无量纲温升的比例定律,并研究了柔性LED正常发光工作时的无量纲温升随无量纲几何和无量纲材料参数的变化规律,这些结果为矩形柔性LED的热管理提供了理论依据,对柔性LED的设计具有一定的指导意义.     

高阻硅片对紫外LED散热性能的影响研究

紫外LED因光谱单一、体积小、冷光源、无热辐射等特点逐渐取代传统汞灯,并广泛应用于油墨固化、医学光疗、消毒杀菌等领域,而功率型紫外LED器件散热问题是制约其性能提高和应用的瓶颈。基于陶瓷大功率LED封装平台制备了引入高阻硅片功率型紫外LED器件,研究发现引入高阻硅片的紫外LED的器件具有较高的光功率,但其热阻及结温均高于无硅片紫外LED,这归因于加入高阻硅片结构增加了芯片散热的传导路径。该工作对实际工业封装技术路线具有指导意义。     

大功率LED封装散热关键问题的仿真

基于ANSYS有限元软件对目前3种典型LED封装结构的温度场进行模拟分析.通过比较得出,优化封装结构可以有效地提高LED散热性能,途径最佳的是减少热沉数量,次之为降低热沉热阻;经与热对流方式对LED散热效果比较,发现优化封装结构降低结温的效果并不明显.而在可实现的光转换效率下,经过必要的选材优化后,强制对流是最有效解决散热的方法.     

PBGA封装体的热-结构数值模拟分析及其优化设计

基于热弹性力学和结构优化理论,针对典型的PBGA封装体在工作过程中的受热问题,建立了有限元数值模拟分析模型,模型中考虑了完全和部分两种焊点阵列形式,采用了基于散热功率的热生成加载、热循环加载和热循环、热生成综合加载三种方式．计算结果与文献中的实验结果进行了比较,并讨论了各层材料的主要参数对封装体热-结构特性的影响,算例结果表明对电子封装体的热-结构特性分析采用有限元数值模拟是可行的,并据此分别以最大应力最小化和封装体质量最轻为目标,对封装体进行了优化设计,为提高封装件的可靠性和优化设计提供了理论依据．     

基于外延剥离技术的薄膜LEDs的电流扩展和热效应研究

随着外延剥离技术和转印技术的发展,柔性无机半导体集成器件引起人们的广泛关注.柔性无机发光二级管(LED)的研制是高精度转印技术和应用于生物传感的柔性混合集成技术的迫切需求.薄膜发光二级管(TF-LEDs)的电流扩展和热管理是研制TF-LEDs性能的关键.该文采用光刻胶微支撑结构,制备了两种结构的TF-LEDs,并将其转印到柔性衬底聚二甲基硅氧烷(PDMS)上,测试TF-LEDs的电学特性.采用二维有限元模拟仿真,综合考虑复合机制、晶格温度等对LEDs电学特性的影响,分析了条形电极结构TF-LEDs和环形电极结构TF-LEDs的电流扩展问题,说明环形电极结构TF-LEDs电流分布均匀性好,自发热效应较小;在柔性衬底上,可以在相对较大的功率下连续工作而不会因为温度过高而造成器件损坏.     

柔性基板弯曲度对信号质量影响分析

柔性基板具有机械柔韧性和高密度互连的特点,现采用柔性基板来实现封装结构的也越来越多.柔性基板由于其机械弯曲引起的信号完整性问题和电磁干扰问题是柔性基板应用于高速高密电子封装的重要制约因素.针对该问题,应用三维仿真分析方法,分别从频域和时域研究了柔性基板在不同弯曲半径下的信号完整性与电磁干扰性的问题.仿真结果显示,弯曲半径增加一倍,插入损耗减小约0.9 dB,回波损耗减小约2 dB,电场辐射越弱,眼图的上升时间退化越小;即柔性基板弯曲半径越大,高速信号的传输质量越好.该结果为使用柔性基板实现三维高速高密封装提供理论依据.     

大功率LED的散热封装

如何提高大功率LED的散热性能,是LED器件封装及其应用的关键技术.提出了一种LED薄膜集成封装结构,利用磁控溅射技术制备了实验样品,依据动态电学法,采用金相显微镜和扫描电镜对样品的热阻和膜层性能进行了测试,通过对传热模型的仿真以及实验,分析了样品的散热性能.与现有的PCB封装结构相比,薄膜封装结构的散热性能远优于PCB结构,而且薄膜封装结构的工艺简单、成本低廉,适合于大规模的工业化生产,具有良好的应用前景.     

荧光薄膜的制备方法及其在LED中的应用

荧光薄膜封装发光二极管(LED)是一种新的封装技术.这种技术通过分离荧光粉与芯片,解决了传统点胶工艺中LED光色不一致、荧光粉沉淀、不利于LED散热等问题,而且提高了荧光粉的热稳定性,极大提升了LED的光色品质.本文综述了荧光薄膜的制备方法及其在LED中的应用实例,对实际研究和应用有一定的作用.     

大功率白光LED倒装焊方法研究

介绍了一种大功率、高亮度LED倒装散热封装技术。采用背面出光的蓝宝石LED芯片,倒装焊接在有静电放电（LED）保护电路的硅基板上。该封装技术针对传统LED出光效率低下和散热问题做出了改进,有效提高了LED芯片的寿命,降低了制造成本。     

LED器件热管理分析方法及其应用

发光二极管(LEDs)是三明治结构的半导体材料。LED芯片是产生光和热量的核心功能器件,但累积的热量会严重影响LED的光学性能。因此,热管理在LED的封装和应用中十分重要。综述了一些现有的热故障。为了有助于进一步理解热管理,介绍了LED封装、热阻网络系统以及传热强化技术,以及通过降低热阻来实现有效温度控制的方法。     

白光LED用量子点玻璃的制备方法及应用研究进展

白光LED用量子点玻璃不但具有量子点高荧光效率、发光波长可调和较窄的发射波长等新颖的光学特性,而且量子点的热稳定性差和水氧抵抗性差的问题也很好的得到了解决,可以有效的避免封装材料黄化老化、发光不均匀和出现光斑等传统封装白光LED出现的问题。综述了白光LED用量子点玻璃的制备方法及其在LED的应用,并对白光LED用量子点玻璃的荧光效率和无铅、无镉量子点玻璃的研制提出了进一步展望。     

大功率LED的热阻计算方法

在设计的早期,对大功率发光二极管的热阻进行估算对于实行有效的热管理非常重要。提出的热阻计算方法基于热的定角度传播,考虑了边界效应,得到了覆盖芯片尺寸和衬底厚度条件的热阻精确解。假设LED封装的侧壁是绝热的,底部被连接到热沉。为了保持模型连续,使用一个自定义函数来代替原始模型的分段函数。热阻计算公式的最后表述适用于各种边界条件,并对不同材质的界面处传播角度的变化进行了讨论。     

图案化基板LED中荧光粉对光学性能的影响

采用基板上加倒锥形图案化的新型封装方式,用蒙特卡洛光线追迹法仿真保形涂覆荧光粉体积比和厚度变化时,发光二极管(LED)光源光色品质的变化.仿真结果表明:LED光源的出光效率在图案化倾斜角α为30°,45°时,出光效率的提升量最大;α为45°时,传统平面封装光源的空间颜色均匀性最大优化幅度分别为9.1%,8.4%;荧光粉厚度、体积比不变时,颜色均匀性相对于传统平面封装光源的优化幅度最大为11.1%,10.4%,光源的色温差值最大减小1 006,1 319 K;在厚度、体积比参数中任选一个进行优化,均可改善LED产品的颜色均匀性,而优化图案化结构可使空间颜色均匀性更明显地提高.     

出光窗口对高密度LED性能影响的研究

针对LED高密度光源,探索了出光窗口对器件性能产生影响的原因.通过热学模拟与实物样品的物理性能测试,比较不同出光窗口对器件性能与可靠性的影响.结果表明：出光窗口可以增加LED芯片的散热通道,同时也会影响LED的可靠性;出光窗口会造成一部分光能量的损失,特别是拥有荧光转化功能的窗口,会因荧光转化而产生热量,且产生的热量会因为窗口基体材料的不同呈现不同的结果;荧光转换率高且热导率高的荧光材料,应用于高密度LED器件时,可有效降低荧光转换热量,且能加快荧光转换产生热量导出的速度,提高器件的发光效率与可靠性.