El LED, també conegut com a font d'il·luminació de quarta generació o font de llum verda, té les característiques d'estalvi d'energia, protecció del medi ambient, llarga vida útil i mida petita. S'utilitza àmpliament en diversos camps com ara indicació, visualització, decoració, retroil·luminació, il·luminació general i escenes nocturnes urbanes. Segons les diferents funcions d'ús, es pot dividir en cinc categories: visualització d'informació, llums de senyal, accessoris d'il·luminació d'automòbils, retroil·luminació de pantalla LCD i il·luminació general.
Les llums LED convencionals tenen inconvenients com ara una brillantor insuficient, cosa que condueix a una popularitat insuficient. Les llums LED de tipus potència tenen avantatges com ara una gran brillantor i una llarga vida útil, però tenen dificultats tècniques com ara l'embalatge. A continuació es fa una breu anàlisi dels factors que afecten l'eficiència de captació de llum dels envasos LED de tipus potència.

1. Tecnologia de dissipació de calor
Per als díodes emissors de llum compostos per unions PN, quan el corrent directe flueix per la unió PN, la unió PN experimenta pèrdua de calor. Aquesta calor s'irradia a l'aire a través d'adhesius, materials d'encapsulació, dissipadors de calor, etc. Durant aquest procés, cada part del material té una impedància tèrmica que impedeix el flux de calor, coneguda com a resistència tèrmica. La resistència tèrmica és un valor fix determinat per la mida, l'estructura i els materials del dispositiu.
Suposant que la resistència tèrmica del díode emissor de llum és Rth (℃/W) i la potència de dissipació de calor és PD (W), l'augment de temperatura de la unió PN causada per la pèrdua de calor del corrent és:
T (℃)=Rth&TImes; PD
La temperatura de la unió PN és:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Entre ells, TA és la temperatura ambient. A causa de l'augment de la temperatura de la unió, la probabilitat de recombinació de la luminescència de la unió PN disminueix, donant lloc a una disminució de la brillantor del díode emissor de llum. Mentrestant, a causa de l'augment de temperatura causat per la pèrdua de calor, la brillantor del díode emissor de llum ja no continuarà augmentant proporcionalment amb el corrent, indicant un fenomen de saturació tèrmica. A més, a mesura que augmenta la temperatura de la unió, la longitud d'ona màxima de la llum emesa també es desplaçarà cap a longituds d'ona més llargues, al voltant de 0,2-0,3 nm/℃. Per als LED blancs obtinguts barrejant la pols fluorescent YAG recoberta amb xips de llum blava, la deriva de la longitud d'ona de la llum blava provocarà un desajust amb la longitud d'ona d'excitació de la pols fluorescent, reduint així l'eficiència lluminosa global dels LED blancs i provocant canvis en el color de la llum blanca. temperatura.
Per als díodes emissors de llum de potència, el corrent de conducció és generalment de diversos centenars de mil·liampers o més, i la densitat de corrent de la unió PN és molt alta, de manera que l'augment de temperatura de la unió PN és molt important. Per a l'embalatge i les aplicacions, com reduir la resistència tèrmica del producte perquè la calor generada per la unió PN es pugui dissipar tan aviat com sigui possible no només pot millorar el corrent de saturació i l'eficiència lluminosa del producte, sinó també millorar la fiabilitat i vida útil del producte. Per tal de reduir la resistència tèrmica del producte, la selecció dels materials d'embalatge és especialment important, com ara dissipadors de calor, adhesius, etc. La resistència tèrmica de cada material ha de ser baixa, la qual cosa requereix una bona conductivitat tèrmica. En segon lloc, el disseny estructural ha de ser raonable, amb una coincidencia contínua de la conductivitat tèrmica entre els materials i bones connexions tèrmiques entre els materials per evitar colls d'ampolla de dissipació de calor als canals tèrmics i assegurar la dissipació de la calor de les capes interiors a les exteriors. Al mateix temps, cal assegurar-se des del procés que la calor es dissipa de manera oportuna segons els canals de dissipació de calor predissenyats.

2. Selecció de l'adhesiu de farciment
Segons la llei de la refracció, quan la llum incideix d'un medi dens a un medi escàs, l'emissió completa es produeix quan l'angle incident arriba a un determinat valor, és a dir, superior o igual a l'angle crític. Per als xips blaus de GaN, l'índex de refracció del material GaN és de 2,3. Quan s'emet llum des de l'interior del cristall cap a l'aire, segons la llei de refracció, l'angle crític θ 0=sin-1 (n2/n1).
Entre ells, n2 és igual a 1, que és l'índex de refracció de l'aire, i n1 és l'índex de refracció de GaN. Per tant, es calcula que l'angle crític θ 0 és d'uns 25,8 graus. En aquest cas, l'única llum que es pot emetre és la llum dins de l'angle sòlid espacial de ≤ 25,8 graus. Segons els informes, l'eficiència quàntica externa dels xips GaN està actualment al voltant del 30% -40%. Per tant, a causa de l'absorció interna del cristall de xip, la proporció de llum que es pot emetre fora del cristall és molt petita. Segons els informes, l'eficiència quàntica externa dels xips GaN està actualment al voltant del 30% -40%. De la mateixa manera, la llum emesa pel xip ha de passar a través del material d'embalatge i ser transmesa a l'espai, i també s'ha de tenir en compte l'impacte del material en l'eficiència de la recollida de llum.
Per tant, per millorar l'eficiència de recollida de llum dels envasos de productes LED, cal augmentar el valor de n2, és a dir, augmentar l'índex de refracció del material d'embalatge, per augmentar l'angle crític del producte i així millorar l'eficiència lluminosa de l'embalatge del producte. Al mateix temps, el material d'encapsulació hauria de tenir menys absorció de llum. Per augmentar la proporció de llum emesa, el millor és tenir una forma arquejada o semiesfèrica per a l'envàs. D'aquesta manera, quan s'emet llum del material d'embalatge a l'aire, aquesta és gairebé perpendicular a la interfície i ja no sofreix una reflexió total.

3. Tractament de la reflexió
Hi ha dos aspectes principals del tractament de reflexió: un és el tractament de reflexió dins del xip i l'altre és el reflex de la llum pel material d'embalatge. Mitjançant el tractament de reflexió intern i extern, s'augmenta la proporció de llum emesa des de l'interior del xip, es redueix l'absorció dins del xip i es millora l'eficiència lluminosa dels productes LED de potència. Pel que fa a l'embalatge, els LED de tipus potència solen muntar xips de tipus potència en suports metàl·lics o substrats amb cavitats reflectants. La cavitat reflectora del tipus de suport sol estar xapada per millorar l'efecte de reflexió, mentre que la cavitat reflectant del tipus de substrat sol ser polida i es pot sotmetre a un tractament de galvanoplastia si les condicions ho permeten. Tanmateix, els dos mètodes de tractament anteriors es veuen afectats per la precisió i el procés del motlle, i la cavitat reflectora processada té un cert efecte de reflexió, però no és ideal. Actualment, en la producció de cavitats reflectants de tipus substrat a la Xina, a causa de la precisió de poliment insuficient o l'oxidació dels recobriments metàl·lics, l'efecte de reflexió és pobre. Això fa que s'absorbeixi molta llum després d'arribar a l'àrea de reflexió, que no es pot reflectir a la superfície emissora de llum com s'esperava, donant lloc a una baixa eficiència de recollida de llum després de l'envasat final.

4. Selecció i recobriment de pols fluorescent
Per als LED de potència blanca, la millora de l'eficiència lluminosa també està relacionada amb la selecció de pols fluorescent i el tractament del procés. Per tal de millorar l'eficiència de l'excitació de la pols fluorescent dels xips blaus, la selecció de pols fluorescent ha de ser adequada, inclosa la longitud d'ona d'excitació, la mida de les partícules, l'eficiència d'excitació, etc., i s'ha de dur a terme una avaluació exhaustiva per tenir en compte diversos factors de rendiment. En segon lloc, el recobriment de pols fluorescent ha de ser uniforme, preferiblement amb un gruix uniforme de la capa adhesiva a cada superfície emissora de llum del xip, per evitar un gruix desigual que pugui fer que la llum local no es pugui emetre i també millorar la qualitat del punt de llum.

Visió general:
Un bon disseny de dissipació de calor té un paper important en la millora de l'eficiència lluminosa dels productes LED de potència i també és un requisit previ per garantir la vida útil i la fiabilitat del producte. Un canal de sortida de llum ben dissenyat, centrat en el disseny estructural, la selecció de materials i el tractament del procés de cavitats reflectants, adhesius d'ompliment, etc., pot millorar eficaçment l'eficiència de captació de llum dels LED de tipus potència. Per als LED blancs de tipus d'alimentació, la selecció de pols fluorescent i el disseny del procés també són crucials per millorar la mida del punt i l'eficiència lluminosa.