LED遠(yuǎn)程熒光粉器件起草單位

川新力光源股份有限公司、廣東德豪潤達(dá)電氣股份有限公司、廣東同方股份有限公司、杭州中為光電科技股份有限公司、上海亞明照明有限公司。

趙昆、羅文正、王森、蔡海成、張九六、陳小娟、謝衛(wèi)、汪平、張浩、王莉、顏杰、郭建芳。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了LED遠(yuǎn)程熒光粉器件（以下簡稱“器件”）的定義和術(shù)語、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸、貯存等。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于LED遠(yuǎn)程熒光粉器件，該器件在440nm~480nm藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出黃光，黃光與激發(fā)源藍(lán)光形成白光，主要用于由藍(lán)光LED芯片激發(fā)的白光LED燈。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了LED遠(yuǎn)程熒光粉器件（以下簡稱“器件”）的定義和術(shù)語、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸、貯存等。 2100433B

發(fā)光二極管（LED）被譽為新一代綠色照明光源，在日常生活中已得到廣泛應(yīng)用。但仍有大約70%的電功率轉(zhuǎn)化為熱量，熱可靠性依然是LED挑戰(zhàn)性問題之一。現(xiàn)有LED熱管理研究大多關(guān)注芯片產(chǎn)熱和系統(tǒng)級散熱，忽視了熒光粉光致發(fā)熱及針對熒光粉的封裝內(nèi)熱管理。目前對光致發(fā)熱仍缺乏有效計算和分析手段，實驗又無法準(zhǔn)確測量?；谏鲜霰尘?，本項目開展了以下四部分研究內(nèi)容：（1）建立了熒光粉光熱耦合模型。通過定量描述熒光粉層中的光輸運過程建立了熒光輻射傳遞方程；通過Mie散射理論計算了熒光粉層的光學(xué)常數(shù)；通過譜元法求解了熒光輻射傳遞方程和通用邊界，同時基于能量守恒定律和光致發(fā)光機理，計算了光致發(fā)熱量，最后實驗驗證了模型的準(zhǔn)確性。（2）探究了新型熒光粉溫度預(yù)測模型和測試方法。提出了一種雙向熱阻網(wǎng)絡(luò)模型，通過考慮芯片、熒光粉發(fā)熱及所有的傳熱路徑，實現(xiàn)了芯片和熒光粉溫度的同時預(yù)測；開發(fā)了一種基于磁納米顆粒的新型熒光粉溫度測試方法，將磁納米顆?；旌系綗晒夥壑羞M(jìn)行涂覆，基于郎之萬方程測試熒光粉溫度。（3）分析了影響熒光粉發(fā)熱的典型封裝參數(shù)?；诠鉄崮Ｐ脱芯苛藷晒夥蹪舛?、厚度、量子效率、顆粒尺寸和封裝形式對熒光粉光致發(fā)熱量和熒光粉溫度的影響規(guī)律，結(jié)果表明遠(yuǎn)離涂覆具有更低的熒光粉溫度，增大熱導(dǎo)率能大幅減低熒光粉溫度。（4）開發(fā)了低熒光粉溫度的封裝工藝?；谀Ｐ皖A(yù)測結(jié)果，提出了摻雜透明高導(dǎo)熱六方氮化硼顆粒工藝和熒光粉雙面冷卻工藝分別提高熒光粉層的熱導(dǎo)率和散熱能力，結(jié)果表明這兩種工藝都能有效降低熒光粉工作溫度。本項目對熒光粉光致發(fā)熱和封裝內(nèi)熱管理的基礎(chǔ)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，有助于指導(dǎo)實現(xiàn)低熱阻高可靠性LED封裝。

由于白光發(fā)光二極管（LED）節(jié)能環(huán)保，市場應(yīng)用前景巨大，發(fā)明人在短期內(nèi)獲得了2014年諾貝爾物理學(xué)獎。不過由于仍有大約70%的電功率轉(zhuǎn)化為熱量，熱可靠性依然是LED挑戰(zhàn)性問題之一?，F(xiàn)有LED熱管理研究大多關(guān)注的是芯片產(chǎn)熱和系統(tǒng)級散熱，忽視了熒光粉光致發(fā)光過程中的二次產(chǎn)熱以及針對熒光粉的封裝內(nèi)熱管理。申請人近期的研究表明：二次產(chǎn)熱將會導(dǎo)致最高溫度從芯片轉(zhuǎn)移到熒光粉層，從而導(dǎo)致LED失效。目前對這一現(xiàn)象缺乏有效計算和分析手段，實驗又無法準(zhǔn)確測量?；谶@一想法，本項目期望通過宏觀和微觀研究手段，搭建微觀電子非輻射躍遷能量損失與宏觀光致發(fā)熱之間的橋梁，建立熒光粉光熱耦合模型，結(jié)合實驗來實現(xiàn)熒光粉發(fā)熱的定量預(yù)測；研究不同熒光粉濃度、形貌和涂覆工藝等參數(shù)對熒光粉發(fā)熱的影響規(guī)律，并進(jìn)行工藝驗證和熱量控制。本課題是一個典型的從工藝和應(yīng)用中提出的基礎(chǔ)的交叉問題，期望研究成果能指導(dǎo)實現(xiàn)低熱阻LED封裝工藝。