常規LED一般是支架式，采用環氧樹脂封裝
，功率較小，整體發光光通量不大
，亮度高的也隻能作為一些特殊照明使用。隨著LED芯片技術和封裝技術的發展
，順應照明領域對高光通量LED產品的需求
，功率型LED逐步走入市場。這種功率型的LED一般是將發光芯片放在散熱熱沉上
，上麵裝配光學透鏡以達到一定光學空間分布

，透鏡內部填充低應力柔性矽膠。

功率型LED要真正進入照明領域，實現家庭日常照明
，其要解決的問題還有很多，其中最重要的便是發光效率。目前市場上功率型LED報道的最高流明效率在 50lm/W左右，還遠達不到家庭日常照明的要求。為了提高功率型LED發光效率
，一方麵其發光芯片的效率有待提高;另一方麵，功率型LED的封裝技術也需進一步提高，從結構設計

、材料技術及工藝技術等多方麵入手，提高產品的封裝取光效率。

影響取光效率的封裝要素

1. 散熱技術

對於由PN結組成的發光二極管
，當正向電流從PN結流過時

，PN結有發熱損耗
，這些熱量經由粘結膠、灌封材料

、熱沉等
，輻射到空氣中，在這個過程中每一部分材料都有阻止熱流的熱阻抗，也就是熱阻，熱阻是由器件的尺寸、結構及材料所決定的固定值。設發光二極管的熱阻為Rth(℃/W)，熱耗散功率為 PD(W)
，此時由於電流的熱損耗而引起的PN結溫度上升為：

△T(℃)=Rth×PD。

PN結結溫為：

TJ=TA+Rth×PD

其中TA為環境溫度。由於結溫的上升會使PN結jie發fa光guang複fu合he的de幾ji率lv下xia降jiang
，發fa光guang二er極ji管guan的de亮liang度du就jiu會hui下xia降jiang。同tong時shi，由you於yu熱re損sun耗hao引yin起qi的de溫wen升sheng增zeng高gao，發fa光guang二er極ji管guan亮liang度du將jiang不bu再zai繼ji續xu隨sui著zhe電dian流liu成cheng比bi例li提ti高gao，即ji顯xian示shi出chu熱re飽bao和he現xian象xiang。另ling外wai
，隨sui著zhe結jie溫wen的de上shang升sheng，發fa光guang的de峰feng值zhi波bo長chang也ye將jiang向xiang長chang波bo方fang向xiang漂piao移yi
，約yue0.2-0.3nm/℃，這對於通過由藍光芯片塗覆YAG熒光粉混合得到的白色LED來說，藍光波長的漂移，會引起與熒光粉激發波長的失配
，從而降低白光LED的整體發光效率，並導致白光色溫的改變。

對於功率發光二極管來說，驅動電流一般都為幾百毫安以上
，PN結的電流密度非常大，所以PN結的溫升非常明顯。對於封裝和應用來說

，如何降低產品的熱阻
，使PN結jie產chan生sheng的de熱re量liang能neng盡jin快kuai的de散san發fa出chu去qu，不bu僅jin可ke提ti高gao產chan品pin的de飽bao和he電dian流liu，提ti高gao產chan品pin的de發fa光guang效xiao率lv，同tong時shi也ye提ti高gao了le產chan品pin的de可ke靠kao性xing和he壽shou命ming。為wei了le降jiang低di產chan品pin的de熱re阻zu，首shou先xian封feng裝zhuang材cai料liao的de選xuan擇ze顯xian得de尤you為wei重zhong要yao，包bao括kuo熱re沉chen、粘zhan結jie膠jiao等deng
，各ge材cai料liao的de熱re阻zu要yao低di，即ji要yao求qiu導dao熱re性xing能neng良liang好hao。其qi次ci結jie構gou設she計ji要yao合he理li，各ge材cai料liao間jian的de導dao熱re性xing能neng連lian續xu匹pi配pei
，材cai料liao之zhi間jian的de導dao熱re連lian接jie良liang好hao，避bi免mian在zai導dao熱re通tong道dao中zhong產chan生sheng散san熱re瓶ping頸jing，確que保bao熱re量liang從cong內nei到dao外wai層ceng層ceng散san發fa。同tong時shi，要yao從cong工gong藝yi上shang確que保bao，熱re量liang按an照zhao預yu先xian設she計ji的de散san熱re通tong道dao及ji時shi的de散san發fa出chu去qu。

2. 填充膠的選擇

根據折射定律，光線從光密介質入射到光疏介質時
，當入射角達到一定值，即大於等於臨界角時，會發生全發射。以GaN藍色芯片來說
，GaN材料的折射率是2.3，當光線從晶體內部射向空氣時，根據折射定律，臨界角θ0=sin-1(n2/n1)

其中n2等於1
，即空氣的折射率


，n1是GaN的折射率，由此計算得到臨界角θ0約為25.8度。在這種情況下
，能射出的光隻有入射角≤25.8度這個空間立體角內的光
，據報導，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右，因此，由於芯片晶體的內部吸收，能射出到晶體外麵光線的比例很少。據報導，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同樣，芯片發出的光要透過封裝材料
，傳送到空間，也要考慮材料對取光效率的影響。

所以，為了提高LED產品封裝的取光效率，必須提高n2的(de)值(zhi)，即(ji)提(ti)高(gao)封(feng)裝(zhuang)材(cai)料(liao)的(de)折(zhe)射(she)率(lv)


，以(yi)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)臨(lin)界(jie)角(jiao)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)封(feng)裝(zhuang)發(fa)光(guang)效(xiao)率(lv)。同(tong)時(shi)，封(feng)裝(zhuang)材(cai)料(liao)對(dui)光(guang)線(xian)的(de)吸(xi)收(shou)要(yao)小(xiao)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)出(chu)射(she)光(guang)的(de)比(bi)例(li)，封(feng)裝(zhuang)的(de)外(wai)形(xing)最(zui)好(hao)是(shi)拱(gong)形(xing)或(huo)半(ban)球(qiu)形(xing)

，這(zhe)樣(yang)

，光(guang)線(xian)從(cong)封(feng)裝(zhuang)材(cai)料(liao)射(she)向(xiang)空(kong)氣(qi)時(shi)，幾(ji)乎(hu)是(shi)垂(chui)直(zhi)射(she)到(dao)界(jie)麵(mian)
，因(yin)而(er)不(bu)再(zai)產(chan)生(sheng)全(quan)反(fan)射(she)。

3. 反射處理

反射處理主要有兩方麵，一是芯片內部的反射處理
，二是封裝材料對光的反射，通過內、外兩方麵的反射處理，來提高從芯片內部射出的光通比例，減少芯片內部吸收，提高功率LED成品的發光效率。從封裝來說
，功率型LED通(tong)常(chang)是(shi)將(jiang)功(gong)率(lv)型(xing)芯(xin)片(pian)裝(zhuang)配(pei)在(zai)帶(dai)反(fan)射(she)腔(qiang)的(de)金(jin)屬(shu)支(zhi)架(jia)或(huo)基(ji)板(ban)上(shang)，支(zhi)架(jia)式(shi)的(de)反(fan)射(she)腔(qiang)一(yi)般(ban)是(shi)采(cai)取(qu)電(dian)鍍(du)方(fang)式(shi)提(ti)高(gao)反(fan)射(she)效(xiao)果(guo)，而(er)基(ji)板(ban)式(shi)的(de)反(fan)射(she)腔(qiang)一(yi)般(ban)是(shi)采(cai)用(yong)拋(pao)光(guang)方(fang)式(shi)，有(you)條(tiao)件(jian)的(de)還(hai)會(hui)進(jin)行(xing)電(dian)鍍(du)處(chu)理(li)，但(dan)以(yi)上(shang)兩(liang)種(zhong)處(chu)理(li)方(fang)式(shi)受(shou)模(mo)具(ju)精(jing)度(du)及(ji)工(gong)藝(yi)影(ying)響(xiang)
，處(chu)理(li)後(hou)的(de)反(fan)射(she)腔(qiang)有(you)一(yi)定(ding)的(de)反(fan)射(she)效(xiao)果(guo)，但(dan)並(bing)不(bu)理(li)想(xiang)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)製(zhi)作(zuo)基(ji)板(ban)式(shi)的(de)反(fan)射(she)腔(qiang)，由(you)於(yu)拋(pao)光(guang)精(jing)度(du)不(bu)足(zu)或(huo)金(jin)屬(shu)鍍(du)層(ceng)的(de)氧(yang)化(hua)，反(fan)射(she)效(xiao)果(guo)較(jiao)差(cha)
，這(zhe)樣(yang)導(dao)致(zhi)很(hen)多(duo)光(guang)線(xian)在(zai)射(she)到(dao)反(fan)射(she)區(qu)後(hou)被(bei)吸(xi)收(shou)，無(wu)法(fa)按(an)預(yu)期(qi)的(de)目(mu)標(biao)反(fan)射(she)至(zhi)出(chu)光(guang)麵(mian)

，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)最(zui)終(zhong)封(feng)裝(zhuang)後(hou)的(de)取(qu)光(guang)效(xiao)率(lv)偏(pian)低(di)。

我wo們men經jing過guo多duo方fang麵mian的de研yan究jiu和he試shi驗yan，研yan製zhi成cheng一yi種zhong具ju有you自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan的de使shi用yong有you機ji材cai料liao塗tu層ceng的de反fan射she處chu理li工gong藝yi，通tong過guo這zhe種zhong工gong藝yi處chu理li，使shi得de反fan射she到dao載zai片pian腔qiang內nei的de光guang線xian吸xi收shou很hen少shao，能neng將jiang大da部bu分fen射she到dao其qi上shang麵mian的de光guang線xian反fan射she至zhi出chu光guang麵mian。這zhe樣yang處chu理li後hou的de產chan品pin取qu光guang效xiao率lv與yu處chu理li之zhi前qian相xiang比bi可ke提ti高gao30%-50%。我們目前1W白光功率LED的光效可達 40-50lm/W(在遠方PMS-50光譜分析測試儀器上測試結果)，獲得了很好的封裝效果。

4. 熒光粉選擇與塗覆

對於白色功率型LED來(lai)說(shuo)，發(fa)光(guang)效(xiao)率(lv)的(de)提(ti)高(gao)還(hai)與(yu)熒(ying)光(guang)粉(fen)的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)工(gong)藝(yi)處(chu)理(li)有(you)關(guan)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)熒(ying)光(guang)粉(fen)激(ji)發(fa)藍(lan)色(se)芯(xin)片(pian)的(de)效(xiao)率(lv)
，首(shou)先(xian)熒(ying)光(guang)粉(fen)的(de)選(xuan)擇(ze)要(yao)合(he)適(shi)，包(bao)括(kuo)激(ji)發(fa)波(bo)長(chang)、顆粒度大小
、激ji發fa效xiao率lv等deng，需xu全quan麵mian考kao核he，兼jian顧gu各ge個ge性xing能neng。其qi次ci

，熒ying光guang粉fen的de塗tu覆fu要yao均jun勻yun，最zui好hao是shi相xiang對dui發fa光guang芯xin片pian各ge個ge發fa光guang麵mian的de膠jiao層ceng厚hou度du均jun勻yun，以yi免mian因yin厚hou度du不bu均jun造zao成cheng局ju部bu光guang線xian無wu法fa射she出chu，同tong時shi也ye可ke改gai善shan光guang斑ban的de質zhi量liang。