摘要
本文对荧光胶与LED芯片的距离相互热影响举行了仿真 ， 效果批注荧光粉粒子在硅胶中漫衍的位置会引起温度的转变 ，随着荧光粉粒子越靠近冷却系统 ，胶体温度逐步降低。实验证实COB光源胶体的开裂与变黑 ，主要是由于荧光粉引发历程爆发热量引起。
要害字：COB发光面温度、硅胶、荧光粉粒子
COB(Chip-on-Board)封装手艺因其具有热阻低、高光密度输出、色容差小、组装工序少等优势 ，在业内受到越来越多的关注。使用黄色荧光粉封装的白光LED ， 因制作工艺简朴 ， 是通用照明中最常用的一种工艺。
蓝光LED引发黄色荧光粉会爆发黄绿光 ， 与蓝光LED混淆成白光。在蓝光引发黄色荧光粉的历程中 ， 会有一部分光能都转化成热能 ， 再加上芯片事情时传导到荧光胶上的热量 ， 荧光胶通常处于高温状态 ，因此 LED灯具的可靠性与COB光源的温度亲近相关 ，由于COB光源接纳多颗芯片高密度封装 ，其温度漫衍、丈量方法与SMD光源有显着差别。
本文将先容COB光源的温度漫衍特点与其内在机理 ，并对差别荧光胶涂覆要领举行较量。
实验使用LED模子如图1所示 ，
图1 ：LED模子
划分对硅胶蓝光样品 ，荧光胶白光样品举行高温老化。荧光胶样品胶体泛起发黑征象 ，硅胶蓝光样品胶体未爆发显着转变。通过实验可推断 ，由于荧光粉的引入 ，造成了LED胶体爆发转变 ，泛起在老化历程变黑征象。
表1 ：样品老化比照
LED胶体由荧光粉、胶水组成 ，其中LED荧光粉制备温度高达1500℃ ，而另一组成成份为硅胶 ，硅胶为有机物在常温下反应的产品 ，如表1所示 ，随着温度的增添 ，反应链爆发转变 ，当温度抵达250℃时 ，胶体泛起发黄并开裂 ，温度再增添 ，胶水会泛起碳化的征象。因此COB胶体外貌变黑或开裂 ，是由于胶水泛起的性变 ，而其爆发转变是荧光粉引入后造成的温度升高。
表2：差别胶水在200℃/250℃胶水比照
当LED蓝光照射到发光质料（荧光粉）上时 ，一部分被反射、散射、透射 ，剩下的被吸收 ，而被吸收的这部分光中 ，一些作为发光跃迁 ，发射光子 ，一些作为晶格振动 ，爆发猝灭。发光和猝灭在发光质料中相互自力相互竞争的两种历程 ，猝灭占优势时 ，发光就弱 ，效率也低 ，反之则亦然。而荧光量子效率为单位时间内 ，发射二次辐射荧光的光子数与吸收引发光初级辐射光子数之比值。
图2 ：荧光粉转换示意图
如图2所示 ，以某公司黄粉为例 ，假设LED蓝光光功率为4W ，通过荧光粉吸收效率（74%） ，内量子效率（79%） ，外量子效率（59%）后 ，现实出来的白光光功率为1.38W ，可得出荧光粉的现实转换效率为34.5% ，其它转换为热能或者被其它荧光粉粒子重新转换。
图3 ：LED仿真模子
表3 ：仿真剖析模子说明
由公式1、2 ，可得出在差别荧光粉厚度下 ，荧光粉的粒子数及荧光粉层数。
其中V总为荧光胶体总体积 ，α为胶粉质量比 ，ρs=4.88g/cm3为荧光粉密度 ，ρp=1.1g/cm3为硅胶密度 ，γ为荧光粉粒子半径 ，H为荧光胶体厚度。
仿真设定芯片输入电功率Pele=0.48×24.1=11.5W ，光电转换效率η=40% ，荧光粉吸收后发热能量为2.5W。
为利便盘算 ，假设胶体形状为长方体 ，荧光粉为单粉 ，粒子匀称漫衍在胶体中 ，且每颗荧光粉粒子的发热量相等 ，芯片与芯片之间为胶水填充 ，由于盘算量较大 ，将荧光粉模子数目降低。
表4：仿真图
从仿真效果可得出 ，在相同芯片温度（Tj=85℃）情形下 ，模子1温度比模子2温度高91℃ ，比模子3温度高70℃。从模子1可看出 ，底部荧光粉粒子温度比顶部荧光粉粒子温度低157℃ ，底部冷却系统散热优于顶部自然对流散热。因此镌汰荧光粉在胶体中的路径 ，能有用降低胶体温度 ，提升产品可靠性。
COB产品胶体的变黑与开裂征象 ，与荧光粉颗粒漫衍、荧光粉转换效率、胶水的耐温性、光密度、散热系统等均有关联。本文通过实验及仿真剖析得出：
1、胶水在COB光源系统中的温度漫衍保存一定差别 ，主要是由于荧光粉在引发历程中 ，会爆发一定热量 ，造成粉体周围的胶体温度升高。
2、胶体内部的温度随着荧光粉层位置的转变而泛起差别 ，荧光粉粒子越靠近冷却系统温度越低。