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slt1234564
斯利通,陶瓷電路板生產(chǎn)廠家!
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樓主  發(fā)表于: 2017-09-26 16:34
   陶瓷線路板作為PCB的一種,在各種大功率對散熱有比較高要求的電子器件中被廣泛使用,UV-LED也不例外。
   目前市面上的UV-LED燈具,都是把多個UV-LED芯片集成在一個小模塊里面,從而獲得比較大光強(qiáng)的光源。因?yàn)閱蝹的UV-LED的功率比較小,沒辦法達(dá)到比較大的光強(qiáng),所以就只能這么去做。一般采用的都是COB封裝技術(shù),因?yàn)镃OB算是最利于散熱的封裝技術(shù)之一,使用該技術(shù)可以盡可能的減少從芯片到外部環(huán)境的接觸層,減小熱阻、降低結(jié)溫的發(fā)生和材料不匹配等問題。再配合上外部的制冷器,可以讓大功率UV-LED芯片在持續(xù)的低溫環(huán)境中保持較長時間的高強(qiáng)度發(fā)光。
   我們不能只考慮散熱·,同時還要思考出光效率的問題,由于芯片的發(fā)光是從芯片的四周向外界各個方向進(jìn)行發(fā)射,因此在進(jìn)行UV-LED點(diǎn)光源結(jié)構(gòu)設(shè)計時,影響UV-LED 出光效率主要有以下四個方面:
1)用于光反射的反射杯結(jié)構(gòu);
2)光線通過透鏡的透過率和折射率;
3)封裝工藝的好壞;
4)封裝材料的防紫外老化能力。
   這些參數(shù)都會直接影響到UV-LED的出光效率,如果UV-LED 的封裝結(jié)構(gòu)里面沒有設(shè)計反射杯,則很大一部分光線則會損失,轉(zhuǎn)化成熱量,從而也間接地增加了熱管理難度。
   目前UV-LED 主要有環(huán)氧樹脂封裝和硅膠/玻璃透鏡封裝。前者主要應(yīng)用于大于400 nm 的近紫外LED封裝;后者主要應(yīng)用于波長小于400 nm 的LED 封裝。又由于GaN和藍(lán)寶石折射率分別為2.4 和1.76,而氣體折射率為1,較大的折射率差導(dǎo)致全反射限制光的逸出較為嚴(yán)重,封裝后器件的出光效率低。因此在透鏡的設(shè)計方面,要綜合考慮器件在紫外波段的光透過率、耐熱能力和耐紫外老化能力。





   從上圖可以看出,兩種封裝結(jié)構(gòu)都有使用到陶瓷基板,根據(jù)光的萃取原理,這兩種結(jié)構(gòu)均采用了折射率很高的硅膠和玻璃透鏡,充分消除了光的全反射效應(yīng),大大提高了出光效率。這兩種結(jié)構(gòu)非常類似,都是將LED芯片直接固晶在陶瓷基板上,陶瓷基板通過錫球焊接在銅鋁散熱片或熱沉上,整個封裝結(jié)構(gòu)的熱阻非常小,外層封裝折射率為1.5 的硅膠和玻璃透鏡,反射板采用陶瓷基板自帶的反射腔體,唯一的區(qū)別在于后者多加了一層封裝硅膠B,形成折射率遞減的三層結(jié)構(gòu),減少全反射的光線損失。
   在整個封裝結(jié)構(gòu)中,樹脂層厚度都較薄,可以盡可能地減少硅樹脂對紫外光的吸收損耗,且折射率逐層遞減的三層結(jié)構(gòu)有利于減少光在傳播過程中的菲涅爾損耗。在某些場合,若需更大地提高光線透過率,可以在光學(xué)系統(tǒng)各面均鍍制光學(xué)增透膜。
   在上述封裝結(jié)構(gòu)中,反射腔體的設(shè)計也尤為重要。為達(dá)到最佳的出光光強(qiáng),反射腔體的反射角度應(yīng)該為55°為最佳反射角,或腔體夾角為70°,反射角過大或過小都會導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度降低。
   另外根據(jù)光學(xué)上的出光原理,為有效地減少全反射現(xiàn)象,我們選取膠水的原則一般是由里到外,膠水折射率從高到低(外層膠水的折射率可以小于或等于內(nèi)層膠水折射率,但絕不能高于內(nèi)層膠水的折射率。
   從圖可以看到,圖中的陶瓷基板是直接將覆銅陶瓷基板連接到陶瓷熱沉上進(jìn)行熱傳輸?shù)模瑯幼鳛樘沾刹牧希迮c熱沉有差不多的熱膨脹系數(shù),相對來講,會比第一種更加的安全。
往事如風(fēng)
科技改變制造
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1樓  發(fā)表于: 2017-09-27 15:11
學(xué)習(xí)了,謝謝分享
三人行者必有我?guī)?,擇其善者而從之
zhtokokk
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2樓  發(fā)表于: 2017-09-28 09:01
          樓主:謝謝分享