O LED, também conhecido como fonte de iluminação de quarta geração ou fonte de luz verde, tem características de economia de energia, proteção ambiental, longa vida útil e tamanho pequeno. É amplamente utilizado em vários campos, como indicação, exibição, decoração, luz de fundo, iluminação geral e cenas noturnas urbanas. De acordo com as diferentes funções de uso, pode ser dividido em cinco categorias: exibição de informações, luzes de sinalização, luminárias automotivas, luz de fundo da tela LCD e iluminação geral.
As luzes LED convencionais têm deficiências como brilho insuficiente, o que leva à popularidade insuficiente. As luzes LED do tipo potência têm vantagens como alto brilho e longa vida útil, mas apresentam dificuldades técnicas, como embalagem. Abaixo está uma breve análise dos fatores que afetam a eficiência de captação de luz das embalagens LED do tipo potência.

1. Tecnologia de dissipação de calor
Para diodos emissores de luz compostos de junções PN, quando a corrente direta flui através da junção PN, a junção PN sofre perda de calor. Esse calor é irradiado para o ar através de adesivos, materiais de encapsulamento, dissipadores de calor, etc. Durante esse processo, cada parte do material possui uma impedância térmica que impede o fluxo de calor, conhecida como resistência térmica. A resistência térmica é um valor fixo determinado pelo tamanho, estrutura e materiais do dispositivo.
Supondo que a resistência térmica do diodo emissor de luz seja Rth (℃/W) e a potência de dissipação de calor seja PD (W), o aumento de temperatura da junção PN causado pela perda de calor da corrente é:
T (℃)=Rth&Tempes; DP
A temperatura da junção PN é:
TJ=TA+Rth&Tempes; DP
Entre eles, TA é a temperatura ambiente. Devido ao aumento na temperatura da junção, a probabilidade de recombinação da luminescência da junção PN diminui, resultando em uma diminuição no brilho do diodo emissor de luz. Entretanto, devido ao aumento da temperatura causado pela perda de calor, o brilho do diodo emissor de luz não continuará mais a aumentar proporcionalmente com a corrente, indicando um fenômeno de saturação térmica. Além disso, à medida que a temperatura da junção aumenta, o comprimento de onda de pico da luz emitida também mudará para comprimentos de onda mais longos, cerca de 0,2-0,3 nm/℃. Para LEDs brancos obtidos pela mistura de pó fluorescente YAG revestido com chips de luz azul, o desvio do comprimento de onda da luz azul causará uma incompatibilidade com o comprimento de onda de excitação do pó fluorescente, reduzindo assim a eficiência luminosa geral dos LEDs brancos e causando mudanças na cor da luz branca temperatura.
Para diodos emissores de luz de potência, a corrente de acionamento é geralmente de várias centenas de miliamperes ou mais, e a densidade de corrente da junção PN é muito alta, de modo que o aumento de temperatura da junção PN é muito significativo. Para embalagens e aplicações, como reduzir a resistência térmica do produto para que o calor gerado pela junção PN possa ser dissipado o mais rápido possível pode não apenas melhorar a corrente de saturação e a eficiência luminosa do produto, mas também aumentar a confiabilidade e vida útil do produto. Para reduzir a resistência térmica do produto, a seleção dos materiais de embalagem é particularmente importante, incluindo dissipadores de calor, adesivos, etc. A resistência térmica de cada material deve ser baixa, o que requer boa condutividade térmica. Em segundo lugar, o projeto estrutural deve ser razoável, com correspondência contínua de condutividade térmica entre os materiais e boas conexões térmicas entre os materiais para evitar gargalos na dissipação de calor nos canais térmicos e garantir a dissipação de calor das camadas internas para as externas. Ao mesmo tempo, é necessário garantir que o processo seja dissipado em tempo hábil de acordo com os canais de dissipação de calor pré-projetados.

2. Seleção do adesivo de enchimento
De acordo com a lei da refração, quando a luz incide de um meio denso para um meio esparso, a emissão total ocorre quando o ângulo de incidência atinge um determinado valor, ou seja, maior ou igual ao ângulo crítico. Para chips azuis GaN, o índice de refração do material GaN é 2,3. Quando a luz é emitida do interior do cristal em direção ao ar, de acordo com a lei da refração, o ângulo crítico θ 0=sen-1 (n2/n1).
Entre eles, n2 é igual a 1, que é o índice de refração do ar, e n1 é o índice de refração do GaN. Portanto, o ângulo crítico θ 0 é calculado em cerca de 25,8 graus. Neste caso, a única luz que pode ser emitida é a luz dentro do ângulo sólido espacial de ≤ 25,8 graus. Segundo relatos, a eficiência quântica externa dos chips GaN está atualmente em torno de 30% -40%. Portanto, devido à absorção interna do chip de cristal, a proporção de luz que pode ser emitida fora do cristal é muito pequena. Segundo relatos, a eficiência quântica externa dos chips GaN está atualmente em torno de 30% -40%. Da mesma forma, a luz emitida pelo chip precisa passar através do material de embalagem e ser transmitida para o espaço, e o impacto do material na eficiência da captação de luz também precisa ser considerado.
Portanto, para melhorar a eficiência de captação de luz das embalagens de produtos LED, é necessário aumentar o valor de n2, ou seja, aumentar o índice de refração do material de embalagem, a fim de aumentar o ângulo crítico do produto e assim melhorar a eficiência luminosa da embalagem do produto. Ao mesmo tempo, o material de encapsulamento deve ter menor absorção de luz. Para aumentar a proporção de luz emitida, é melhor ter um formato arqueado ou hemisférico para a embalagem. Dessa forma, quando a luz é emitida do material da embalagem para o ar, ela fica quase perpendicular à interface e não sofre mais reflexão total.

3. Processamento de reflexão
Existem dois aspectos principais do tratamento de reflexão: um é o tratamento de reflexão dentro do chip e o outro é o reflexo da luz pelo material da embalagem. Através do tratamento de reflexão interna e externa, a proporção de luz emitida de dentro do chip é aumentada, a absorção dentro do chip é reduzida e a eficiência luminosa dos produtos LED de potência é melhorada. Em termos de embalagem, os LEDs do tipo potência geralmente montam chips do tipo potência em suportes metálicos ou substratos com cavidades reflexivas. A cavidade reflexiva do tipo suporte é geralmente revestida para melhorar o efeito de reflexão, enquanto a cavidade reflexiva do tipo substrato é geralmente polida e pode ser submetida a tratamento de galvanoplastia se as condições permitirem. No entanto, os dois métodos de tratamento acima são afetados pela precisão e pelo processo do molde, e a cavidade reflexiva processada tem um certo efeito de reflexão, mas não é ideal. Atualmente, na produção de cavidades reflexivas do tipo substrato na China, devido à precisão de polimento insuficiente ou oxidação de revestimentos metálicos, o efeito de reflexão é fraco. Isto resulta na absorção de muita luz após atingir a área de reflexão, que não pode ser refletida para a superfície emissora de luz como esperado, levando a uma baixa eficiência de captação de luz após a embalagem final.

4. Seleção e Revestimento de Pó Fluorescente
Para LED de potência branca, a melhoria da eficiência luminosa também está relacionada à seleção do pó fluorescente e ao tratamento do processo. A fim de melhorar a eficiência da excitação do pó fluorescente de chips azuis, a seleção do pó fluorescente deve ser apropriada, incluindo comprimento de onda de excitação, tamanho de partícula, eficiência de excitação, etc., e uma avaliação abrangente deve ser realizada para considerar vários fatores de desempenho. Em segundo lugar, o revestimento do pó fluorescente deve ser uniforme, de preferência com uma espessura uniforme da camada adesiva em cada superfície emissora de luz do chip, para evitar espessuras irregulares que possam fazer com que a luz local não seja emitida, e também melhorar o qualidade do ponto de luz.

Visão geral:
Um bom design de dissipação de calor desempenha um papel significativo na melhoria da eficiência luminosa dos produtos LED de potência e também é um pré-requisito para garantir a vida útil e a confiabilidade do produto. Um canal de saída de luz bem projetado, com foco no projeto estrutural, seleção de materiais e tratamento de processo de cavidades reflexivas, adesivos de enchimento, etc., pode efetivamente melhorar a eficiência de captação de luz de LEDs do tipo potência. Para LED branco tipo potência, a seleção do pó fluorescente e o design do processo também são cruciais para melhorar o tamanho do ponto e a eficiência luminosa.