LED, također poznat kao izvor svjetla četvrte generacije ili izvor zelenog svjetla, ima karakteristike uštede energije, zaštite okoliša, dugog vijeka trajanja i male veličine. Široko se koristi u različitim poljima kao što su indikacija, displej, dekoracija, pozadinsko osvetljenje, opšte osvetljenje i urbane noćne scene. Prema različitim funkcijama upotrebe, može se podijeliti u pet kategorija: prikaz informacija, signalna svjetla, automobilska rasvjetna tijela, pozadinsko osvjetljenje LCD ekrana i opće osvjetljenje.
Konvencionalna LED svjetla imaju nedostatke kao što je nedovoljna svjetlina, što dovodi do nedovoljne popularnosti. LED svjetla tipa snage imaju prednosti kao što su visoka svjetlina i dug vijek trajanja, ali imaju tehničke poteškoće kao što je pakovanje. Ispod je kratka analiza faktora koji utiču na efikasnost sakupljanja svetlosti LED ambalaže za napajanje.

1. Tehnologija odvođenja topline
Za diode koje emituju svjetlost sastavljene od PN spoja, kada struja teče kroz PN spoj, PN spoj doživljava gubitak topline. Ova toplota se emituje u vazduh kroz lepak, materijale za inkapsulaciju, hladnjake itd. Tokom ovog procesa, svaki deo materijala ima toplotnu impedanciju koja sprečava protok toplote, poznat kao toplotni otpor. Toplotni otpor je fiksna vrijednost određena veličinom, strukturom i materijalima uređaja.
Uz pretpostavku da je termička otpornost diode koja emituje svjetlost Rth (℃/W) i snaga disipacije topline PD (W), porast temperature PN spoja uzrokovan gubitkom toplote struje je:
T (℃)=Rth&Times; PD
Temperatura PN spoja je:
TJ=TA+Rth&TIME; PD
Među njima, TA je temperatura okoline. Zbog povećanja temperature spoja, vjerovatnoća rekombinacije luminiscencije PN spoja se smanjuje, što rezultira smanjenjem svjetline diode koja emituje svjetlost. U međuvremenu, zbog povećanja temperature uzrokovanog gubitkom topline, svjetlina diode koja emituje svjetlost više neće nastaviti da raste proporcionalno sa strujom, što ukazuje na fenomen termičkog zasićenja. Pored toga, kako se temperatura spoja povećava, vršna talasna dužina emitovane svetlosti će se takođe pomeriti ka dužim talasnim dužinama, oko 0,2-0,3 nm/℃. Za bijele LED diode dobivene miješanjem YAG fluorescentnog praha obloženog plavim svjetlosnim čipovima, drift talasne dužine plave svjetlosti će uzrokovati neusklađenost s talasnom dužinom pobude fluorescentnog praha, čime se smanjuje ukupna svjetlosna efikasnost bijelih LED dioda i uzrokuje promjene u boji bijele svjetlosti temperatura.
Za energetske diode koje emituju svjetlost, struja pokretanja je općenito nekoliko stotina miliampera ili više, a gustina struje PN spoja je vrlo visoka, tako da je porast temperature PN spoja vrlo značajan. Za pakovanje i aplikacije, kako smanjiti termičku otpornost proizvoda tako da se toplina koju stvara PN spoj može što prije raspršiti može ne samo poboljšati struju zasićenja i svjetlosnu efikasnost proizvoda, već i poboljšati pouzdanost i vijek trajanja proizvoda. Kako bi se smanjila toplinska otpornost proizvoda, odabir materijala za pakovanje je posebno važan, uključujući hladnjake, ljepila, itd. Toplinska otpornost svakog materijala treba biti niska, što zahtijeva dobru toplinsku provodljivost. Drugo, konstrukcijski dizajn treba da bude razuman, sa kontinuiranim usklađivanjem toplotne provodljivosti između materijala i dobrim toplotnim vezama između materijala kako bi se izbegla uska grla u disipaciji toplote u toplotnim kanalima i obezbedilo odvođenje toplote od unutrašnjih ka spoljašnjim slojevima. Istovremeno, potrebno je iz procesa osigurati da se toplota blagovremeno odvodi prema unapred projektovanim kanalima za disipaciju toplote.

2. Izbor ljepila za punjenje
Prema zakonu refrakcije, kada svjetlost pada iz gustog medija u rijetku sredinu, potpuna emisija nastaje kada upadni ugao dostigne određenu vrijednost, odnosno veći ili jednak kritičnom kutu. Za GaN plave čipove, indeks prelamanja GaN materijala je 2,3. Kada se svjetlost emituje iz unutrašnjosti kristala prema zraku, prema zakonu prelamanja, kritični ugao θ 0=sin-1 (n2/n1).
Među njima, n2 je jednako 1, što je indeks loma zraka, a n1 je indeks loma GaN. Stoga se izračunava kritični ugao θ 0 na oko 25,8 stepeni. U ovom slučaju, jedino svjetlo koje se može emitovati je svjetlost unutar prostornog solidnog ugla od ≤ 25,8 stepeni. Prema izvještajima, vanjska kvantna efikasnost GaN čipova trenutno je oko 30% -40%. Stoga, zbog unutrašnje apsorpcije kristala čipa, udio svjetlosti koji se može emitovati izvan kristala je vrlo mali. Prema izvještajima, vanjska kvantna efikasnost GaN čipova trenutno je oko 30% -40%. Slično tome, svjetlost koju emituje čip treba da prođe kroz materijal za pakovanje i prenese se u prostor, a takođe treba uzeti u obzir uticaj materijala na efikasnost prikupljanja svetlosti.
Stoga, da bi se poboljšala efikasnost sakupljanja svjetlosti LED ambalaže proizvoda, potrebno je povećati vrijednost n2, odnosno povećati indeks prelamanja ambalažnog materijala, kako bi se povećao kritični ugao proizvoda i time poboljšati svjetlosnu efikasnost ambalaže proizvoda. U isto vrijeme, materijal za kapsuliranje bi trebao imati manju apsorpciju svjetlosti. Kako bi se povećao udio emitirane svjetlosti, najbolje je imati lučni ili poluloptasti oblik za pakovanje. Na ovaj način, kada se svjetlost iz ambalažnog materijala emituje u zrak, ona je gotovo okomita na sučelje i više se ne reflektuje.

3. Obrada refleksije
Postoje dva glavna aspekta tretmana refleksije: jedan je tretman refleksije unutar čipa, a drugi je refleksija svjetlosti od materijala za pakovanje. Kroz tretman interne i eksterne refleksije, povećava se udio svjetlosti koja se emituje iz unutrašnjosti čipa, smanjuje se apsorpcija unutar čipa i poboljšava se svjetlosna efikasnost Power LED proizvoda. Što se pakovanja tiče, LED diode sa napajanjem obično sklapaju čipove tipa napajanja na metalne nosače ili podloge sa reflektirajućim šupljinama. Reflektirajuća šupljina tipa nosača obično je obložena kako bi se poboljšao efekat refleksije, dok je reflektirajuća šupljina tipa supstrata obično polirana i može se podvrgnuti galvanizaciji ako to uslovi dozvoljavaju. Međutim, na gornje dvije metode obrade utječu preciznost kalupa i proces, a obrađena reflektirajuća šupljina ima određeni efekat refleksije, ali nije idealna. Trenutno, u proizvodnji reflektirajućih šupljina tipa supstrata u Kini, zbog nedovoljne točnosti poliranja ili oksidacije metalnih premaza, efekat refleksije je slab. To dovodi do toga da se puno svjetla apsorbira nakon što dosegne područje refleksije, koje se ne može reflektirati na površinu koja emituje svjetlost kako se očekivalo, što dovodi do niske efikasnosti prikupljanja svjetlosti nakon konačnog pakiranja.

4. Izbor i premazivanje fluorescentnog praha
Za bijele LED diode, poboljšanje svjetlosne efikasnosti je također povezano sa odabirom fluorescentnog praha i procesnim tretmanom. Kako bi se poboljšala efikasnost pobuđivanja plavih čipova fluorescentnim prahom, odabir fluorescentnog praha bi trebao biti odgovarajući, uključujući talasnu dužinu pobude, veličinu čestica, efikasnost ekscitacije, itd., i treba provesti sveobuhvatnu procjenu kako bi se uzeli u obzir različiti faktori performansi. Drugo, premaz fluorescentnog praha trebao bi biti ujednačen, po mogućnosti sa ujednačenom debljinom sloja ljepila na svakoj površini čipa koja emituje svjetlost, kako bi se izbjegla nejednaka debljina koja može uzrokovati nemogućnost emitiranja lokalnog svjetla, a također i poboljšati kvalitet svetlosne tačke.

Pregled:
Dobar dizajn odvođenja topline igra značajnu ulogu u poboljšanju svjetlosne efikasnosti Power LED proizvoda, a također je preduvjet za osiguranje životnog vijeka i pouzdanosti proizvoda. Dobro dizajniran kanal za izlaz svjetlosti, s fokusom na strukturni dizajn, odabir materijala i procesnu obradu reflektirajućih šupljina, ljepila za punjenje, itd., može efikasno poboljšati efikasnost prikupljanja svjetlosti LED dioda sa napajanjem. Za bijele LED diode tipa snage, izbor fluorescentnog praha i dizajn procesa su također ključni za poboljšanje veličine tačke i svjetlosne efikasnosti.