照明型板上芯片封装发光二极管的性能及应用

随着人们对照明的使用效果、照明光环境要求的日益提高,以及发光二极管(LED)照明技术的快速发展,照明型板上芯片封装发光二极管(COBLED)的封装技术异军突起。它具有发光集中、体积较小、散热均匀和装配简单等许多优点,较好地解决了以往采用多颗单体LED阵列的LED照明所存在的光点分散、重影多、光源体积大和装配复杂的多种不足等问题。为此以COB各光源的LED灯具也为广泛关注,在替代常规照明的应用上也将越加广泛。本文通过介绍照明型COBLED的特性的基础上,重点探讨其作为新型光源的应用,以及在应用中替代条件和存在的问题。

基于200 mm硅基GaN的单色Micro LED微显示芯片制备及量产难点分析

应用200 mm硅基GaN外延片,研究晶圆级键合、薄膜转移和微小尺寸像素制备等技术,实现了Micro LED微显示阵列的点亮与显示功能。相对于传统蓝宝石基GaN外延晶圆,200 mm硅基GaN外延晶圆与硅基驱动晶圆尺寸更匹配,有利于通过晶圆键合工艺实现低成本量产。同时对工艺量产的难点和解决思路进行了分析,指出显示缺陷是目前亟待解决的问题。

底部填充物对CSP-LED芯片抗跌落性能研究

为了提高芯片级封装发光二极管(CSP-LED)焊点疲劳寿命,利用有限元仿真软件ABAQUS模拟计算了CSP-LED芯片在跌落冲击载荷下焊点的塑性应变,并研究了裂纹拓展趋势。以焊点失效前跌落次数为指标,利用Coffin-Manson经验公式计算焊点寿命,研究了底部填充物对CSP-LED芯片在不同冲击载荷下焊点寿命的影响。结果表明,随着冲击载荷增大,焊点疲劳寿命减少,使用填充物能使芯片焊点寿命提高4~6倍,其影响通过跌落实验和仿真结果的对比得到了验证。

基于自动增益控制(AGC)的高效率LED驱动芯片设计

设计了一款具有高效率的发光二级管（LED）驱动芯片,采用自动增益控制（AGC）原理,通过内部的峰值电压检测和自动增益调节反馈控制机制,实现幅值稳定、相位相同的正弦包络电压输出,为原边电感电流控制提供比较阀值电压,实现脉宽调制（PWM）耦合的负载恒流输出,进而提高LED发光效率.芯片的工作电压适合于宽电压范围,在交流85～265 V范围内,输出表现了良好的恒流特性,实现高达95％以上的功率因数（PF）值,LED的工作效率达80％以上.

局部自适应阈值算法在LED晶粒计数中的应用

依据LED芯片图像构图单一,灰度不均匀的基本特征,提出了一种针对这类图像的新的局部自适应阈值分割算法,实现晶粒分割与计数统计。在阈值的设计中,一方面考虑了图像整体区域灰度特征,同时利用区域与区域中心对比度不同,设计了区域对比率来表示这一特性,通过局部均值和中心点区域对比率来自适应调整阈值的大小,识别出晶粒的准确位置。为了剔除不合格晶粒和噪音干扰,应用基于腐蚀和膨胀操作的图像形态学方法对分割后晶粒进行滤波处理,通过晶粒面积来确定有效晶粒个数。实验结果表明,本算法在晶粒计数效率和精度方面,取得了较好的结果。

电流自适应高寿命低功耗LED驱动器

基于CSMC 0.5μm混合信号工艺,设计了一款电流自动可调的LED驱动芯片。该芯片是根据PN结电压的负温度系数特性,以及CMOS管处在深三极管区时的线性特性来设计的。测试结果显示:当芯片温度未达到过温保护点80°C时,芯片可实现电流在0～1.25A范围内任意值恒定输出;当温度达到过温保护点时,电流随芯片温度的上升按反比例函数的趋势降低。当芯片输出电流为350mA时,外加在功率CMOS管源漏两端的电压VSEN可低至0.1V,功耗可低至93.5mW。

基于FPGA的MDDI数据处理电路实现

介绍了一种基于FPGA的MDDI(mobile display digital interface)数据处理电路设计;基于单片集成AM-OLED驱动控制芯片的设计需求以及并行数据总线在移动显示设备上存在的不足,设计了MDDI数据处理电路;MDDI作为一种高速串行移动显示数字接口标准,具有连线数量少,信号传输可靠性高,低功耗等特点,广泛应用于移动显示终端领域;所设计的MDDI Type2主端数据处理电路采用两级状态机控制内部电路,主状态机用于控制从状态机的状态切换,从状态机则用于实现MDDI数据的生成;通过加入可配置寄存器,实现对数据包生成和接口模式的控制;采用Verilog语言编写RTL级代码实现MDDI Type2数据处理电路软核;使用Xilinx工具综合的结果表明,该数据处理电路能够支持480-RGB×320、26万色的AM-OLED显示屏,数据传输速率可达180 Mbps,其性能指标满足系统设计要求。

一种车载照明封装基板的开发

LED芯片的热流密度更大,对封装基板材料热阻和膨胀系数的要求也越来越高。散热基板发展迅速,品种也比较多,目前主要有金属基印刷电路板、金属基复合材料,用来强化散热效果。作为一种新型的散热基板,AIN陶瓷封装基板稳定性好,可能是最有前景的研究方向。与金属材料封装基板相比,其省去绝缘层的复杂制作工艺,陶瓷基板封装(MLCMP)技术在热处理方面与传统封装方法相比有大幅度的改善。

一种新的四模式电荷泵电路的设计与实现

提出了一种可应用于白光LED驱动芯片的1x/1.25x/1.5x/2x四模式电荷泵电路,采用三相开关时钟信号,从而获得四种电压转换模式。使用CSMC0.5μm工艺流片,分别对基于典型三模式和上述四模式电荷泵设计的白光LED驱动芯片进行比较,结果表明,基于所设计四模式电荷泵的白光LED驱动芯片,在输入电压2.8～3.4V范围内,以1.25x转换模式取代典型的1.5x转换模式,可使驱动芯片效率提高13%。

板上芯片型LED光源均匀照明自由曲面透镜设计

提出了基于能量映射关系和易加工性约束的照度偏离量累加反馈优化算法,并设计了一款可实现照度均匀分布的基于板上芯片(COB)型发光二极管(LED)光源的自由曲面透镜。本算法将每次迭代反馈优化后的仿真光分布与目标光分布的照度偏离量,累加到预设目标光分布进行修正,并利用修正后的目标光分布结合能量映射关系重构自由曲面透镜模型;同时,从易加工性的角度提出在反馈优化过程中将透镜外曲面下半部分约束为竖直面。以Cree CXA1816COB LED为光源设计了相应的自由曲面透镜,结果表明,经过3次反馈优化后即可在距离光源1000mm、半径为1480mm的圆形区域实现均匀照度分布。根据设计结果加工了相应的透镜并进行照明效果的测试,实测的照度分布与仿真结果比较吻合。

基于微透镜阵列的多芯片LED照度仿真分析

采用微透镜阵列的光学设计是提高LED照明效果的重要手段。基于照明光学系统CAD基础理论与方法,对发光二极管(LED)的多芯片封装的微透镜阵列光学系统进行了模拟分析,对微透镜平面与多芯片LED发光面之间的距离、球冠高度以及装配误差对照度的影响作了较为细致的分析,可为优化多芯片LED设计、改善射出光束的质量和提高照明效果提供相关的工程依据和应用参考。