120mm长倒装灯丝封装设计及光电热性能分析(2)

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3 光均匀性研究 29

3.1 三层胶体涂覆光均匀性研究 29

3.1.1 亮度分析 30

3.1.2 色温分析 31

3.1.3 色坐标分析 32

3.2 两层胶体涂覆光均匀性研究 33

4 120mmLED长倒装灯丝热学性能分析 34

4.1 装灯丝热学分析 34

4.2 热成像仪测试分析 37

5 120mmLED长倒装灯丝可靠性分析 40

5.1 LED灯丝频闪老化 40

5.2 LED灯丝点亮老化 41

6 结论 43

7 致谢 44

8 参考文献 45

引言

LED灯自从上世纪六十年代问世以来，现如今已逐步走向市场化，LED具有高亮度、体积小、寿命长、绿色环保等优点，是取代白炽灯、高压气体放电灯和荧光灯的优质企业，具有非常好的发展前景。经过了多年的进步与发展以后，LED灯的封装技术也在不断地更新，LED的封装结构和技术先后经历了Lamp-LED、SMD-LED、High-Power-LED、COB封装几个阶段。传统的正装LED光源是由芯片、导电胶、金属线、封装材料和支架等组成，其中的封装材料主要是起到保护芯片的正常工作和密封的作用，也避免了芯片受到周围环境中的湿度与温度的影响；也能支持和固定导线，避免相关电子组件受到振动和冲击之后产生破损而造成组件的失效；还能降低LED芯片与空气的折射率差距，增加光的输出，有效地将芯片内部所产生的热量散发出来。

用倒装工艺制造的LED灯丝，从外形上看是对LED芯片进行封装而制作成的灯丝，这是一种最新的封装工艺。以往的LED类型光源想要达到一定的照度与光照面积，需要加装环氧树脂透镜之类的光学器件，这样做之后不但会影响实际的光照效果与，也降低了LED类型光源应有的节能功效。而利用倒装封装技术的LED灯丝灯可以实现全角度无死角的发光，在大角度发光的同时也不需要再加透镜，这样就可以实现真正的立体发光，带来前所未有的体验。

LED灯丝的制作是LED灯丝灯制造的关键技术，这种技术决定了LED灯丝灯性能的好坏与否。这也是一种最新型的封装技术，这种技术是在基板上将多颗小功率的LED芯片串联封装，然后用金线将它们串联，再用荧光粉对芯片进行涂覆。LED灯丝具有多种特性，其中高电压、小电流是其一大特性，之一特性能够有效地降低驱动器的成本和LED芯片的发热，使得LED灯丝拥有很大的优势。而采用了不同封装基板、不同芯片制作而成的LED灯丝，形成了风格迥异的技术风格。

LED灯丝灯在生产的过程中主要面临两个大的问题，一个是LED灯丝光源的发光均匀性问题，另一个是散热问题。在散热方面，LED灯丝采用的是导热性较好的陶瓷材料或蓝宝石作为基板，并通过在封装的过程中充入氦气等流动性较强的稀有气体来加强散热和传热，实现降低结温的效果。LED是一种光学器件，它工作的过程中只有20%-30%的电能会转换为光能，其余的电能几乎都转化为热能，这样就会导致LED灯的温度升高，因此LED灯的散热问题仍有提高的空间，这也是现阶段的研究重点。散热的主要方式有热辐射、热传导和热对流。辐射是指用发射红外线的方式来散热；传导是通过传递分子动能的形式来散发热量；对流就是气体的流动，是以气体为介质来进行散热。在LED器件中散热的主体是LED芯片，LED芯片的温度从芯片传递到衬底上面，然后通过固晶的过程，将产生的热量传递到热沉处，由热沉于铝基板结合，然后再将热量传递到散热器中，最后由散热器的底座及各个翅片将LED芯片产生的热量传递到散热器的外部，与空气环境进行混合。