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LED 芯片采购:如何实现高亮度与低发热的兼得

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  • 2024-06-07 13:27:06

在 LED 产业中,LED 芯片的性能和质量至关重要。为了确保 LED 芯片能够发挥出最佳效果,我们需要对其进行深入的了解和严格的把控。以下将详细阐述关于 LED 芯片光热分布等方面的重要内容。

  1. LED 芯片的光热分布务必要均匀,不能存在微观区域过暗或过热的情况。当利用显微光热分布系统观察到芯片微观区域有过暗过热现象时,极有可能是此处出现了电流拥挤,导致电能过多地转化为热能而非光能,量子效率低下,这表明该芯片的设计存在着可改进的空间。
  2. 需运用显微光热分布系统对处于使用温度下的芯片亮度值与热度值进行比较。LED 光源的光热性能受温度影响较大,温度升高时,芯片亮度降低且发热量增加,所以脱离实际工作温度所进行的测试,其结果的准确性较差,甚至可能毫无意义。
  3. 建议在芯片厂的 LED 规格书中增添不同使用温度下的光热分布数据!从源头对质量进行管控,做好光热分布的来料检验工作,能够使 LED 达到最亮、温度最低的状态,同时成本最低,质量更为可靠。

那么,为何来料 LED 芯片一定要进行光热分布测试呢?
  1. 当前市场上应用最多的水平结构芯片,其欧姆接触电极位于芯片的同一侧,电流不可避免地要进行横向传输,而电流密度会随电极距离的远近而发生变化,即在正负电极靠近的区域,电流密度会较大,致使电流密度不均匀成为水平结构 LED 固有的技术瓶颈。
  2. 许多与 LED 芯片制造相关的关键技术问题尚未得到完全解决,特别是大功率 LED 芯片的设计、制造工艺中材料的选择以及工艺参数等方面,使得电流密度均匀性存在较大的可优化空间,各家芯片(不管是水平结构还是垂直结构)在电流密度均匀性方面会有较大差异。
  3. 芯片内部产生的电流聚集效应,会致使 LED 芯片电注入效率下降、发光不均匀、局部热量集中等不良现象出现,进而影响 LED 芯片的性能与可靠性。

 

LED晶片:如何采购亮度又高,发热量又低的LED芯片?

 

 

案例分析(二)有的芯片是正电极更热,有的芯片是负电极更热!

以下为两个厂家22mil*35mil尺寸大小芯片光热分布的对比。对于该尺寸大功率正装芯片,电流在芯片中横向扩展的路径较长,导致电流聚集效应更加明显,因此必须具备合理的电极图形设计以及较好的欧姆接触特性,才能使注入电流在LED芯片的有源层中均匀分布。目前许多与大功率 LED 芯片制造相关的关键技术问题还有待解决,各芯片厂家对于问题的解决能力有高有低,使得不同家芯片的性能存在巨大差异!从以下两家同尺寸芯片的光热分布对比中可以看出:

1. 对比11*30mil芯片,该大尺寸大功率芯片电流密度均匀性相对较差,这也是目前大功率水平结构LED芯片发展的技术瓶颈之一。

2. 通过大量测试发现,不同款的芯片,正负电极热度不同,有的芯片是正电极更热,有的芯片是负电极更热,如下图该两款芯片。电极过热会导致电极金属出现熔融,欧姆接触特性变差,降低芯片性能和可靠性。关于电极热度,大家关注的并不多,也许芯片厂也没做过那么细的研究。

3. 本案例芯片A出现比较奇怪的现象:负电极更热,但发光不强,而正极区域更亮,但温度又不高。这表明此款芯片负电极附近量子效率低,电能在该处过多的转化为了热能,负电极欧姆接触可靠性弱。

目前大家大多关注的是LED芯片的整体性能,如亮度、结温、电压,对于芯片光热分布、电流密度分布等方面关注过少,而失效往往是从局部薄弱处开始的,强烈建议LED芯片规格书里添加不同使用温度下的光热分布数据!做好光热分布来料检验,可以使LED最亮,温度最低,而成本最低,质量更可靠。

 

LED晶片:如何采购亮度又高,发热量又低的LED芯片?
通过以上对 LED 芯片光热分布及相关问题的深入探讨,我们清晰地认识到光热分布测试对于来料 LED 芯片的重要性。只有严格把控这一环节,不断优化芯片的性能和质量,才能推动 LED 产业持续健康发展,为我们的生活带来更加优质、高效、可靠的照明体验。让我们共同关注和重视 LED 芯片的光热分布,为行业的进步贡献力量。

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