КОРПУСА ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ МАЛОЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

August 11, 2011 by admin Комментировать »

в состав корпусов светодиодов обязательно входят два электрических вывода и оптически прозрачное окно для вывода излучения. Корпуса для мощных светодиодов, как правило, также содержат теп- лоотвод для рассеяния избытков тепла. Материалы для окон корпуса должны обладать следующими свойствами: оптической прозрачностью, высоким показателем преломления, химической инертностью, стабильностью при высокой температуре и герметичностью. Монтаж кристалла в корпус с окном, по показателю преломления находящимся между воздухом и полупроводником, увеличивает эффективность вывода излучения. Большинство корпусов светодиодов изготавливается из полимеров с показателями преломления в диапазоне от 1,5 до 1,8. Уменьшение разницы показателей преломления на поверхности полупроводника увеличивает угол полного внутреннего отражения, что расширяет конус вывода излучения и увеличивает эффективность вывода излучения.

На рис. 11.1, а показан вариант корпуса маломощного светодиода. Кристалл светодиода крепится выводами вверх, приклеивается или припаивается на дне чашеподобного углубления (чашки отражателя), соединенного с одним из электрических контактов (обычно с катодом). Провод к верхнему контакту светодиода соединяется со вторым выводом (анодом). Такой корпус часто называют корпусом Т1-3/4 или 5 мм- корпусом.

В маломощных светодиодах корпуса, как правило, имеют форму полусфер, как показано на рис. 11.1, а; поэтому лучи выходящего света всегда попадают на границу раздела корпус-воздух под прямыми углами. Таким образом, на этой границе раздела не возникает полное внутреннее отражение. Существуют и несферические типы корпусов, например прямоугольные и цилиндрические с плоскими верхними поверхностями (рис. 11.1,6). Плоские поверхности используют, если светодиоды должны быть заподлицо с поверхностью устройств, в которые они встраиваются, или если на них будут смотреть только под углами, близкими к прямым. Корпуса должны защищать светодиоды от нежелательных механических воздействий, влажности и химических реагентов. Корпуса скрепляют конструкцию, состоящую из анодных и катодных выводов, кристалла светодиода и соединительных проводов.

 

Рис. 11.1. Типичные корпуса светодиодов: а —светодиод в полусферическом

корпусе, б — светодиоды в цилиндрическом и прямоугольном корпусах

 

На рис. 11.2 представлена фотография группы светодиодов на монтажной рамке с выводами. Индивидуальные рамки монтируются на временном креплении, удаляемом после завершения монтажа светодиода (крепления кристалла, подсоединения проводов). Эпоксидный корпус обеспечивает механическую связь между анодным и катодным выводами. Кристалл светодиода крепится к плоской поверхности дна чашки отражателя, обладающего высокой отражательной способностью, при помощи проводящей эпоксидной смолы, содержащей серебро. Отметим, что в случае мощных светодиодов для крепления кристаллов с отражателем предпочитают использовать металлсодержащие спаи, поскольку их тепловое сопротивление намного ниже, чем у проводящих эпоксидных смол.

На рис. 11.3 показан корпус мош,ного светодиода. Корпуса для мощных СД, как правило, отводят тепло от кристалла светодиода к радиатору. Такой путь может обеспечивать специально изготовленная печатная плата. Корпус, показанный на рис. 11.3, обладает тремя характерными особенностями. Во-первых, в его состав входит алюминиевый или медный радиатор, имеющий низкое тепловое сопротивление, к которому при помощи содержащего металл припоя, крепится кристалл светодиода. Во-вторых, кристалл светодиода герметизируется силиконом, обеспечивающим отсутствие механических напряжений во время эксплуатации. На силикон наносится пластиковое покрытие, играющее роль линзы. В-третьик, кремниевая подложка, на которую крепится светодиод, обеспечивает конструкции защиту от электростатических разрядов.

Рис. 11.2. Монтажная рамка, используемая для серийного изготовления светодиодов в 5 мм-корпусах. По окончании монтажа светодиодов и формирования корпусов крепление, обеспечивающее механическую жесткость конструкции в процессе изготовления, удаляется

Рис. 11.3. Поперечное сечение корпуса мощного светодиода. Для эффективного теплоотвода радиатор может припаиваться к специальной печатной плате. Такой корпус, предложенный кампанией LumiledsCorp., называется корпусом Барракуда (Kramesetal., 2003)

На рис. 11.4 представлены фотографии корпусов мощных светодиодов. Видны гребенчатые контакты светодиодов на основе нитрида галлия (рис. 11.4,6). На рис. 11.4, в показано крепление корпуса светодиода к печатной плате, обладающей высокой теплопроводностью и обеспечивающей эффективное охлаждение всей структуры (LEDMuseum, 2003). Несколько чипов, расположенных на одной подложке, могут быть соединены последовательно, что позволяет увеличивать рабочее напряжение при одновременном снижении рабочих токов (Kramesetal., 2002, 2003).

 

Рис. 11.4. Корпус мощного светодиода (а); кристалл светодиода в корпусе (б); корпус на печатной плате, обладающей высокой теплопроводностью (в): а — Krames et al., 2003, бив – LED Museum, 2003

 

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты