(34.204.186.91) 您好!臺灣時間:2021/04/19 15:52
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:張媛婷
研究生(外文):Yuan-Ting Chang
論文名稱:白光LED不同封裝結構之發光效率研究
論文名稱(外文):Study on the Luminous Efficiency of Different White LED Packaging Structure
指導教授:唐自標
口試委員:陳克紹張世賢陳適範
口試日期:2013-07-03
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:材料及資源工程系研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:LED封裝螢光粉發光效率
外文關鍵詞:LED PackagingPhosphorLuminous efficiency
相關次數:
  • 被引用被引用:4
  • 點閱點閱:378
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:86
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
白光LED,因具有製程簡單、成本低等優點,利於量產,已被大家廣泛使用,LED目前常製作成照明產品、顯示器背光源、通訊電子產品光源等,然而確有產品散熱性及耐候性不佳及發光效率低等問題的存在。
本實驗首先考慮晶片散熱及晶片側向光導出問題,由固晶材料不同挑選出的散熱性質佳或者亮度高的固晶膠。加上封裝材料與固化時間不同搭配的影響,以尋求最佳的可靠度條件。然後固定此固化時間再次考慮螢光粉被激發的光會被其更上層之螢光粉遮蔽,導致發光效率降低;故實驗不同螢光層位置,來分析較佳之螢光膠層位置的封裝方式。
實驗結果顯示,固晶膠分別以透明矽膠及導電銀膠試之,透明矽膠在於出光、長時間點亮及冷熱衝擊下有較優的表現。環氧樹脂的固化條件,分別以120 ℃/2小時、120℃/2小時+150℃/4小時、120℃/2小時+150℃/8小時等三種時間的固化條件,從7項可靠度條件結果可得知環氧樹脂固化條件最佳為120℃/2小時+150℃/4小時,在封裝體螢光層的位置上,分別有全螢光層、底部透明層上部螢光層、底部螢光層上部透明層三種封裝方式。在封裝體螢光層的位置以底部螢光層上部透明層可得最高的發光效率。


White LED is with simple process, low cost, and easy to mass production, so this is popular to use. For current now, this is used in lighting product, back light of display, light source of commutation electronic product etc…, however there are still thermal radiating, reliability not so good, and optical efficiency too low problems exist.

This experiment is considered LED chip thermal radiating and side of LED chip light output problems, so select different thermal conductivity and higher optical output dies mount glue. Also add different curing conditions of encapsulation material to find out the best reliability solution, and then fixed these materials and curing conditions. Consider the phosphor efficiency; bottom side phosphor emission light would be blocked by top side phosphor particles, so did different phosphor layer position of LED package experiments, and then analysis to get the best efficiency method.

For the experiment result, die mount glue was used transparent silicone and silver epoxy, transparent silicone got better result in long time burn-in and thermal shock test. Curing conditions of epoxy is used 120 ℃/2hours, 120℃/2hours+150℃/4hours, and 120℃/2hours+150℃/8hours. From 7 items reliability tests result, the best curing condition is 120℃/2hours+150℃/4hours. For phosphor layer position experiment, there were all phosphors, bottom side phosphor layer and top side transparent epoxy, and top side phosphor layer and bottom side transparent. Used Gauss’s function to analysis, the best efficiency is bottom side phosphor layer and top side transparent epoxy.


中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 簡介 1
1.1 發光二極體發展歷史 1
1.2 使用於發光二極體的白光種類 5
1.3 CRI 8
第二章 理論及文獻回顧 10
2.1 螢光材料 10
2.2 封裝材料 11
2.2.1 矽膠 13
2.2.2 環氧樹脂 13
2.3 封裝型式與製程 14
2.3.1 固晶製程(Auto Mount;A/M) 15
2.3.2 焊線製程(Auto Bonding;A/B) 16
2.3.3 點膠、灌膠、模壓封裝(Encap.) 18
2.3.4 其他製程 20
2.4 色彩學理論與計算 20
2.4.1 標準光源 21
2.4.2 匹配方程式與色度座標 23
2.4.3 亮度流明之演算 26
第三章 實驗方法與步驟 29
3.1 實驗藥品及耗材 29
3.2 實驗製程設備 29
3.3實驗量測設備 33
3.4實驗方法 34
3.4.1 固晶膠選用 34
3.4.2碗內膠烘烤條件 35
3.4.3封裝結構實驗 37
第四章 結果與討論 40
4.1 固晶膠選用 40
4.2 碗內膠烘烤條件 41
4.2.1 氣密性實驗 42
4.3 封裝結構實驗 45
4.3.1 封裝結構實驗結果d 組 49
4.3.2 封裝結構實驗結果e 組 55
4.3.3 封裝結構實驗結果f 組 61
4.4 綜合評估 67
第五章 結論 69
參考文獻 71


[1] 郭浩中、賴芳儀、郭守義,「LED 原理與應用」,五南出版社,2013,第3-8頁。
[2] Schubert E. F. ,“Light-Eimtting Diodes”, 2nd version, 2003,pp.15-25.
[3] 林川發,「發光二極體的照明應用」,科學的發展,第435 期,第36-41 頁。
[4] Narukawa Y. “White light LEDs”, Optics & Photonics News 15, No. 4,p.27
[5] 劉如熹、王健源,「白光發光二極體製作技術」,全華圖書股份有限公司,2005,第48-54 頁。
[6] http://www.nichia.co.jp/en/product/led.html
[7] 劉如熹、紀喨勝,「紫外光發光二極體用螢光粉介紹」,全華圖書股份有限公司,2005,第8-17 頁。
[8] P. Schlotter, R. Schmidt, and J. Schneider,“Luminescence conversion of blue light emitting diodes”, Applied Physics A: Materials Science & Processing, Volume 64, Issue 4, 1997,pp 417-418.
[9] R. Mueller-Mech, G. O. Mueller, M. R. Krames, and T. Trottier, “High-power phosphor-converted light-emitting diodes based on III-Nitrides,” IEEE Journal on selected topics in quantum electronics ,Volume 8, Issue2, 2002, pp.339-345.
[10] http://en.wikipedia.org/wiki/Color_rendering_index
[11] 陳登銘,「照明應用急速擴張,白光LED 螢光粉技術三強鼎立 」,新電子科技雜誌,第269 期,2008,第77-82 頁。
[12] 王書任、林仁鈞, 「讓LED 發光的功臣-螢光粉」,科學發展,第435 期,2009,第22- 28 頁。
[13] Y. Shuai, N. T. Tran, and F. G. Shi, “Nonmonotonic Phosphor Size Dependence of Luminous Efficacy for Typical White LED Emitters, IEEE Photonics Technology Letters, Volume 23 , Issue: 9, 2011,pp.552-554.
[14] 許嘉紋、黃淑禎、李巡天、林志浩、陳文彬,「高性能LED 透明封裝材料發展趨勢」,工業材料雜誌,298 期,2011,第77-84 頁。
[15] Y.-s. Naotada OKADA, "LIGHT EMITTING DEVICE," in United States Patent.No. 20070041191, 2007.
[16] 管鴻、許進明,「減碳科技:LED 及OLED 照明」,科學發展,第483 期,2013,第48- 53 頁。
[17] 中華民國光電學會,「LED 工程師基礎概念與應用」,五南出版社,2012,第47-48 頁。
[18] J. K. Sheu, S. J. Chang, C. H. Kuo, Y. K. Su, L. W. Wu, Y. C. Lin, W. C. Lai, J.M. Tsai, G. C. Chi, and R. K. Wu, "White-light emission from near UV InGaN-GaN LED chip precoated with blue/green/red phosphors," IEEE Photon.
Technol. Lett., Volume 15, Issue 1, 2003, pp.18-20.
[19] 劉如熹、許育賓、徐大正、丁逸聖、林群哲、解榮軍、廣琦尚登、黃振東、陳海英、肖國瑋、蘇宏元,「白光發光二極體製作 技術-由晶粒金屬化至封裝」,全華圖書股份有限公司,2008,第4-36 頁。
[20] James Petroski, GELcore, “Thermal Challenges Facing New Generation Light Emitting Diodes (LEDs) for Lighting Applications” Proc. SPIE, Volume 4776 ,2002,pp.215-222.
[21] 史光國,「半導體發光二極體及固態照明」,全華科技圖書, 2006,第1-22 頁。
[22] 陳隆建,「發光二極體之原理與製程」,全華圖書股份有限公司,2010,第67-76頁。
[23] 田口常正,「白色LED 照明系統技術和應用」,CMC publishing Co.,Ltd,2008,第108 頁。
[24] iHawk handbook,ASM 太平洋科技有限公司,2008,第4-16 頁。
[25] 張睿傑,「LED 製程及關鍵材料簡介」,三聯科技,第77 期,2010,第18-24頁。
[26] Thomas Schreier-Alt,Frank Rehme,Frank Ansorge,Herbert Reichl, “Simulation and experimental analysis of large area substrate overmolding with epoxy molding compounds ”, Microelectronics Reliability, 2010 , pp.2-4.
[27] 崇越電通,http://www.topcocorp.com/
[28] Morovic, Ján; Luo, M. Ronnier,“The Fundamentals of Gamut Mapping: A Survey”, Journal of Imaging Science and Technology, Volume 3, 2001 , pp.283-290.
[29] CIE data of 1931 color matching functions are available at http://www.cvrl.org
[30] Mark Q. Shaw, “Evaluating the 1931 CIE Color Matching Functions”, The University of Hertfordshire, 1997, pp.9-22.
[31] http://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space
[32] 中國人民大學書報資料中心,「勞動經濟與人事管理」,中國人民大學書報資料社,第 7-12 期,1986,第80 頁。
[33] http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=0707050010
[34] Janos Schanda,“Colorimetry: Understanding the CIE System” John Wiley & Sons,2007,pp.2-8.
[35] 陳耀茂,「可靠性分析與管理」,五南出版社,1996,第235-238 頁。
[36] Barton D. L., Osinski M., Perlin P., Helms C. J., and Berg N. H., “Life Tests and Failure Mechanisms of GaN/AlGaN/InGaN Light-Emitting Diodes”, Proc. SPIE , Volume 3279, 1997,pp. 17-27.
[37] 黃肇達,「電子封裝產品組裝後可靠度評估」,表面黏著技術,第27 期,1999,第1~13 頁。
[38] 王宗華,「可靠度工程技術手冊」,中華民國品質學會,1996,第75-87 頁。
[39] D. A. Steigerwald, J. C. Bhat, D. Collins, R. M. Fletcher, M. O. Holcomb, M.J.Ludowise, P. S. Martin, and S. L.Rudaz, “Illumination With Solid State Lighting Technology,” IEEE JOURNAL ON SELECTED TOPICS IN QUANTUM
ELECTRONICS, Volume 8,NO.2, 2002,pp.310-320.
[40] Y. Uchida and T. Taguchi, "Lighting theory and luminous characteristics of white
light-emitting diodes,"SPIE Optical Engineering, Volume 44, No.12,2005, pp.124003-1~124003-9.
[41] John Robert Taylor ,“An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements ” ,University Science Books,1997,pp.126-131.

連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔