LED封装的取光效率分析
常规LED一般是支架式，采用环氧树脂封装，功率较小，整体发光光通量不大，亮度高的也只能作为一些特殊照明使用。随着LED芯片技术和封装技术的发展，顺应照明领域对高光通量 LED产品的需求，功率型LED逐步走入市场。这种功率型的LED一般是将发光芯片放在散热热沉上，上面装配光学透镜以达到一定光学空间分布，透镜内部填充低应力柔性硅胶。
功率型LED要真正进入照明领域，实现家庭日常照明，其要解决的问题还有很多，其中重要的便是发光效率。目前市场上功率型LED报道的高流 明效率在50lm/W左右，还远达不到家庭日常照明的要求。为了提高功率型LED发光效率，一方面其发光芯片的效率有待提高;另一方面，功率型LED的封 装技术也需进一步提高，从结构设计、材料技术及工艺技术等多方面入手，提高产品的封装取光效率。
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。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增高，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。
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，如何降低产 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， 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。
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。
所以，为了提高LED产品封装的取光效率，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，封装的外形好是拱形或半球形，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。
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。
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。
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，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，需全面考核，兼顾各个性能。其次，荧光粉的涂覆要均匀，好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。
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。
二．产品特点
1.双组分，半流动
2.高温快速固化
3.耐高低温性能好
4.导热且与基材有良好的自粘接性
三．产品典型用途
1.电子元器件的导热粘接
2.电源模块的导热粘接
3.PTC电子元器件的内层粘接
4.金属基材与非金属基材粘接
四．产品使用方法
将粘接基材的表面清洗干净，然后直接将产品按比例，混合后，真空脱泡处理10-20min。取出胶料灌注或涂敷于需粘接处，然后加热固化即可。
五．注意事项
1.实际的固化时间与固化温度、加热的类型和效率，以及器件的大小、形状和热传导率有较大的关系。因此，实际使用时，应根据具体情况进行试验，确定适合的固化温度和固化时间；
2.本产品硫化前，应避免接触不饱和的碳氢增塑剂、助焊剂残余物，以及含胺、磷、硫、砜、砷、有机锡等的有机化合物，否则会造成硅橡胶硫化不完全或甚至不硫化。因此，使用本产品前，建议首行硅橡胶与基材的相容性试验；
3.本产品未被测试或陈述适用于医用或药用；
4.本资料数据仅供参考．
六．清洗
未固化的硅橡胶，可以使用碳氢化合物，如甲苯或120＃汽油进行洗净，而极性溶剂如酮和醇的化合物是不合适的选择。
七．产品包装
本产品提供两种包装桶规格：1KG桶装和5KG桶装．
八．产品贮存及运输
单组分液体硅橡胶属于非危险品，可以按照非危险品运输。
密封保存在阴凉干燥环境中，有效期为6个月。
九．安全须知
液体硅橡胶的主要成份，经国内外多年的应用，证实属于基本无害的产品，毋须特别的安全措施，使用中仅要求采用一般的工业安全卫生保健条例．
本资料不包括所需的产品安全使用信息，使用前应先阅读产品说明。如需材料的相关安全数据表可以与我们联系并索取。
概述
双组分加成型室温固化
一．产品特点
1.极低粘度，流动性好
2.室温硫化，加热可以显著提高硫化速度
3.绝缘防潮，耐高低温
4.透明弹性体（果冻状），可修复性
5.与基材具有较好粘附性，对基材无腐蚀
二．产品典型用途
1.电缆接头灌封
2.用于封装,铸封或密封
3.保护电子元件、组件
4.IGBT芯片封装
G9灌封胶G9玉米胶微型电子LEDG9灌封胶
65元
产品名：G4G9灯透明封装硅胶,G8透明LED胶,LED灯具封装胶,G8电子封装胶,G9灌封胶,电子材料
模具翻模胶砂轮制作胶橡胶粘金属胶水厂家
45元
产品名：电子阻燃胶水晶封装胶,水晶AB材料,千京水晶工艺,手工焗瓷胶,AB树脂胶,环氧树脂胶,磨轮AB胶,砂轮制作胶,工艺焗瓷,脱模剂胶,离型剂胶,模型胶,焗瓷胶
模具硅胶加成型液态硅胶液体模具硅胶
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产品名：手板硅胶,加成型液态硅胶,自消泡捏捏乐用硅胶,肤色0度以下超软模胶,加成型用品液体硅胶,千京抗撕拉高透明模具胶,千京食品级高透明液体硅胶,千京高透明翻模硅橡胶,千京半透明翻模硅胶,刷模硅胶材料
PU聚氨酯胶环保千京保护IC胶聚氨酯胶
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环氧树脂ab胶DIY模具白胶防震密封胶水
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LED软灯条有机硅灌封胶软灯条胶
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产品名：LED电子封装胶
G4模条胶（LEDg9胶）LED封装G4G9胶水
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产品名：1508灯胶,0705模具,1505灌胶,G4胶（灌胶）
单组份氟硅型室温硫化灌封胶（白色、半流淌状）电子密封胶
99元
产品名：电子密封胶,密封灌封胶,氟硅橡胶,电子氟硅胶