板上芯片集成封装的发光二极管结构设计

根据板上芯片(COB)集成封装的结构特点,同时考虑反光杯结构和荧光粉涂敷方式,分析了影响COB封装的发光二极管(LED)发光性能的主要因素。针对反光杯结构的关键要素:反光杯形状、反光杯深度、反光杯角度,优化设计了LED光学结构。通过改变TracePro软件中反光杯的相关参数,模拟了不同LED的光强分布及发光效率,探讨了提高COB封装的白光LED发光效能的途径。最后,在4mA和12mA电流下进行了传统荧光粉涂敷方式及荧光粉远离芯片涂敷方式的对照实验。仿真及实验结果表明:采用圆锥形反光杯,反光杯深度在一定范围内略大,且反光杯角度设为30°时,LED发光性能较为优异。与传统封装方法相比,采用荧光粉远离芯片的封装方法可使发光效率提高5%左右。得到的结果对LED封装制造过程有指导意义。

板上芯片集成封装发光二极管的光色检测系统

针对板上芯片(COB)集成封装发光二极管(LED)补粉排测设备对光色参数检测的需求,研制了一套基于光纤光谱仪的LED快速光色检测系统。该系统包括光色参数检测模块、LED测试机械结构及显示模块等3个部分。光色参数检测模块主要由自制光谱仪构成,用于对测量获得的光谱数据进行计算,进而得出LED的光色参数。LED测试机械结构由积分球和可加装不同COB封装LED的夹具测试平台构成。基于该系统架构,可快速测量LED的光通量、色坐标及色温等参数。利用该设备进行了COB封装LED的快速扫描并测量了它的光色参数,期间操作者可根据实际测量结果进行相应的补粉。结果表明:在测试10颗LED时,单次测量时间少于3s;LED色坐标准确度优于±0.003,色坐标重复性小于0.000 5,色温测试精度为0.6%@5700K,色温重复性误差小于0.000 8。测试结果满足了当前大功率COB封装LED测试系统对速度、准确性和重复性的要求。

蓝光LED芯片波长对COB光源颜色一致性的影响

采用不同波长的蓝光发光二极管（LED）芯片,制作了色坐标相同和人眼视觉效果相同的板上芯片（COB）白光LED样品,并分析了人眼视觉差异性产生的原因。研究结果表明,利用不同波长蓝光LED芯片制作白光LED时,在色坐标相同的情况下,会出现人眼视觉颜色不一致的现象。通过调整荧光粉中黄绿光荧光粉和红光荧光粉的比例,可以得到人眼视觉效果一致的LED光源,这时光源的色坐标、色温存在着差异。在实际生产中,COB白光LED的分档不能把色坐标作为唯一依据,只有建立蓝光波长和色坐标结合的分档标准,才可以保证同一档位光源人眼视觉效果的一致性。

自检测LED模组设计及可靠性试验分析

阐述了多芯板上芯片（CoB）封装结构,构建了多芯片LED封装模型,将88颗单电极小功率LED芯片直接封装在直径为65 mm的圆形镀铝陶瓷基板上,研制成了一种基于CoB封装技术的自检测LED模组,并使用高低温实验箱对11组样品进行了可靠性试验。高低温实验箱温度设定为85℃,试验周期为1 000 h。试验结果表明：随时间变化多芯片模组的光通量呈下降变化趋势,衰减比例平均变化4.64%,幅度较小,失效数为0;正向电压有上升也有下降,表明该模组具有较高的光转换率,散热性较好,衰减值为-0.25%;相关色温（CCT）在69~205 K内下降,变化比例2.58%。该多芯片LED模组可实现故障芯片自检测,其稳定性和可靠性满足照明灯具指标要求。