日期：2024-08-06
我們來介紹一下大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)：因為我們對LED光源的要求越來越高，除了對LED出光率、光色的要求不同之外，對光強等各方面也有著不同的要求，芯片廠商為了滿足客戶的需求，提高封裝工藝，也對封裝廠提出了更高的要求，設(shè)計出更能滿足客戶需求的封裝結(jié)構(gòu)，從而提高LED的外光利用率。不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ED光源提出了更高的要求，除了對LED光效、顯色性要求不同外，對發(fā)光角度、光強分布等要求也各有不同。這不僅要求上游芯片廠開發(fā)新型半導(dǎo)體材料、改進芯片制程，設(shè)計出符合要求的芯片，也要求下游封裝廠提出更高的要求，設(shè)計出滿足一定光強分布的封裝結(jié)構(gòu)，提高LED對外光的利用率。
大功率紅外led一、組成部分
現(xiàn)有的散熱技術(shù)由以下幾部分組成：散熱鋁型材、導(dǎo)熱硅膜或?qū)峁柚?、?dǎo)熱陶瓷膜、絕緣硅膜LED燈頭、電極、LED底座、LED PN結(jié)。導(dǎo)熱硅膠的散熱過程是：熱源從LED的PN結(jié)出發(fā)，經(jīng)LED底座→錫膏焊接層→鍍銅層→絕緣層→導(dǎo)熱鋁板→導(dǎo)熱硅膠片或者導(dǎo)熱硅脂→再將熱量傳導(dǎo)至導(dǎo)熱鋁板散發(fā)，從而完成整個散熱過程。一般來說，LED燈座的導(dǎo)熱系數(shù)在80W/mk左右;銅層導(dǎo)熱系數(shù)為400W/mk;鋁板導(dǎo)熱系數(shù)在1W/mk左右;LED燈用導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)一般在1.2~8.0w/mk，越靠近LED的PN結(jié)，熱流密度就越大，這樣一來，導(dǎo)熱硅膠片/導(dǎo)熱硅脂與鋁板的橫向?qū)釡囟仁且粯拥?，絕緣層的熱流密度要高于導(dǎo)熱硅脂的熱流密度，由此可見，最難傳熱的就是鋁板的絕緣層。
大功率紅外led二、光譜
與激光相比，LED 具有更寬的帶寬，更適合激發(fā)各種熒光探針;與弧光燈發(fā)出的過多熱量和連續(xù)光譜相比，LED 更涼爽、更小，并且提供了更方便的機制來循環(huán)打開和關(guān)閉光源，以及快速選擇特定波長。多家制造商推出了專為熒光顯微鏡設(shè)計的商用 LED 照明裝置，盡管與汞和金屬鹵化物弧光燈的明亮光譜線相比，它們的發(fā)射強度較弱，但 LED 發(fā)展的當前趨勢表明，預(yù)計未來幾年所有波長區(qū)域的亮度都將顯著增加。此外，LED 技術(shù)的最新進展旨在生產(chǎn)具有減少內(nèi)部反射光損失的幾何形狀的芯片晶體，這應(yīng)該有助于生成可納入熒光顯微鏡幾乎所有應(yīng)用的設(shè)備。圖 1 顯示了幾種市售二極管的 LED 發(fā)射光譜曲線。使用位于熒光光學(xué)塊中的寬帶鏡在顯微鏡物鏡焦平面上記錄光譜。表 1 列出了使用鏡子和常見的熒光濾光片組的這些 LED 的功率水平。
大功率紅外led三、弧光燈
與具有高內(nèi)在輻射度或亮度的弧光燈相比，LED 技術(shù)是從 20 世紀 60 年代末只能提供千分之一流明紅光的簡陋設(shè)備慢慢發(fā)展而來的。然而，在過去的四十年中，LED 的發(fā)展速度可與微處理器相媲美。與 Gordon E. Moore 預(yù)測計算機芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻一番類似，安捷倫科技公司的科學(xué)家 Roland Haitz 預(yù)測 LED 的亮度每 10 年將增加 20 倍。事實上，現(xiàn)在所謂的Haitz 定律已被證明是可靠的，因為 LED 的亮度每兩年翻一番，并且預(yù)計性能將繼續(xù)大幅提升。隨著 LED 的亮度和可用顏色范圍的增加，LED 已被用于各種新應(yīng)用，包括作為家用和工業(yè)照明中白熾燈的節(jié)能耐用替代品。此外，高性能 LED 現(xiàn)已用于各種其他工業(yè)、醫(yī)療和軍事應(yīng)用。其中許多示例包括導(dǎo)航、機器人、機器視覺、內(nèi)窺鏡檢查和診斷儀器。未來，在市場力量遠大于光學(xué)顯微鏡的經(jīng)濟領(lǐng)域，對基于 LED 設(shè)備的高亮度光源的需求應(yīng)該會不斷增加。這種需求無疑將推動開發(fā)在所有光譜區(qū)域發(fā)光的強大 LED，從而使光學(xué)顯微鏡的所有照明模式受益。
大功率紅外led四、高效單色光源
許多最初嘗試使用 LED 作為顯微鏡光源的嘗試都以失敗告終，部分原因是早期設(shè)備的輻射輸出較低。一般來說，之前獲得專利的顯微鏡照明設(shè)計是基于大量 LED 組合在一起以產(chǎn)生均勻的照明模式。這種方法產(chǎn)生了相對較高的輻射通量水平，但未能解決如此大的分布式光源導(dǎo)致的輻射亮度低的問題(與弧光放電燈的點源特性相反)。目前可用的高性能 LED 足夠亮，可以單獨用作具有低空間相干性的高效單色光源，用于熒光落射照明中的觀察或與透射顯微鏡中的多色光一起使用。雖然它們的平均光譜輻照度仍然低于強大的 HBO(汞)100 瓦弧光放電燈的光譜峰值，但在光譜的許多可見部分，它接近 XBO(氙氣)75 瓦弧光燈連續(xù)體的光譜峰值。
大功率紅外led五、測距系統(tǒng)原理
剛接觸紅外管的時候，大家不容易區(qū)分發(fā)射和接收，這里介紹一種簡單的識別方法。紅外發(fā)射管和紅外接收管通常統(tǒng)稱為紅外對管，紅外對管的外形與普通的圓形發(fā)光二極管類似，只是內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。紅外線組成管子，假設(shè)(a)為紅外發(fā)射管，管芯內(nèi)凹，其形狀類似電容器，同理，(b)為紅外接收管，管芯內(nèi)部有紅外感光電極，紅外管兩腳長度為1，長腳為正極，與普通發(fā)光管相同。紅外測距設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低等優(yōu)點，在光機電一體化產(chǎn)品的批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)主要由紅外對管組成。本文將重點介紹基于紅外對管的紅外測距系統(tǒng)的原理。其原理是紅外發(fā)射電路的紅外發(fā)射二極管發(fā)射紅外光，遇到障礙物反射回來，紅外接收電路的光敏接收管接收前方物體的反射光，從而判斷前方是否有障礙物。通過反射光的強弱，即可判斷目標的距離。由于接收管接收到的光強隨距離的變化而變化，近處反射光強，遠處反射光弱。
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