大功率LED封装技术及应用

随着照明需求的日益上升，LED产业链整体发展迅速，LED相关的应用行业也呈现蓬勃发展的趋势。在现代照明领域，大功率LED的发展至关重要，但因封装结构和制造工艺上的复杂性，制约了大功率LED发光效率和使用寿命的提高，因此大功率LED封装技术成为当下研究探索的热点。本书全面、系统地介绍了大功率LED封装技术的基本原理及其应用。全书共8章，主要内容包括引言、大功率LED封装基础和发展趋势、大功率LED封装的光学设计、大功率LED封装模块的热管理、大功率LED封装荧光粉涂敷工艺、大功率LED封装的可靠性、大功率LED的应用设计、大功率LED测量方法及相关标准。

刘胜博士， 中国科学院院士， 武汉大学教授， 国家杰出青年基金获得者（B类）， 长江学者特聘教授， 美国机械工程师学会（ASME） 会士和电气电子工程师学会（IEEE） 会士。微纳制造领域专家， 建立了微纳制造工艺多场多尺度协同设计理论和技术体系， 在微纳制造科学与工程技术方面取得了系统的创新成果。曾荣获2020 年国家科学技术进步奖一等奖、2016年国家技术发明奖二等奖、2018 年中国电子学会技术发明奖一等奖、2015 年教育部技术发明奖一等奖、1995 年美国总统教授奖等， 发表SCI 论文550余篇， 出版专著7部， 授权发明专利230余件。

第1章 引言
1.1 照明技术的历史变革
1.2 LED的发展
1.3 LED基础物理量
1.3.1 材料
1.3.2 光电特性
1.3.3 机械及热力学性能
1.4 LED芯片
1.4.1 LED发光机理
1.4.2 电流扩散效率
1.4.3 内量子效率
1.4.4 光萃取效率
1.5 LED产业链
1.5.1 LED上游产业
1.5.2 LED中游产业
1.5.3 LED下游产业
参考文献
第2章 大功率LED封装基础和发展趋势
2.1 电子封装简介
2.2 LED封装的功能
2.3 大功率LED封装的关键因素及系统设计
2.4 发展趋势和路线图
2.4.1 技术需求
2.4.2 封装类型
参考文献
第3章 大功率LED封装的光学设计
3.1 LED的特点
3.1.1 光频和波长
3.1.2 光谱分布
3.1.3 光通量
3.1.4 光视效能与发光效率
3.1.5 发光强度、照度和亮度
3.1.6 色温、相关色温和显色指数
3.1.7 LED产生白光方法
3.2 光学设计的关键部分和封装过程
3.2.1 LED芯片类型
3.2.2 荧光材料和荧光粉涂敷工艺
3.2.3 透镜和成型工艺
3.3 光萃取
3.4 光学建模和仿真
3.4.1 光学建模的数值计算方法
3.4.2 LED芯片光学建模
3.4.3 荧光粉层建模
3.4.4 白光LED封装建模
3.4.5 量子点LED中量子点发光材料光学建模
3.5 白光LED荧光粉层封装
3.5.1 白光LED封装的荧光粉层位置
3.5.2 白光LED封装的荧光粉层厚度和荧光粉浓度
3.6 协同设计
3.6.1 LED芯片和封装表面微结构的协同设计
3.6.2 LED封装的特定应用
3.7 小结
参考文献
第4章 大功率LED封装模块的热管理
4.1 传热的基本概念
4.1.1 热传导
4.1.2 热对流
4.1.3 热辐射
4.1.4 热阻
4.2 典型LED封装的热阻分析
4.2.1 封装建模与分析
4.2.2 LED芯片结构与热阻分析
4.2.3 LED器件的封装热阻分析
4.3 荧光粉发热模型及散热
4.3.1 荧光粉自发热现象
4.3.2 荧光粉自发热原理分析及模型建立
4.3.3 荧光粉硅胶混合物的导热系数计算
4.3.4 荧光粉光热耦合模型和温度控制
4.3.5 荧光粉的光热耦合模型
4.3.6 荧光粉参数的影响
4.3.7 荧光粉散热方法
4.4 量子点LED散热
4.4.1 封装次序和结构对热性能的影响
4.4.2 荧光粉/量子点分离式封装
4.4.3 封装内导热强化
4.5 各类减小热阻的LED封装方式
4.5.1 LED封装发展历程
4.5.2 LED封装热阻的减小
4.5.3 LED封装模块中的散热方法
4.5.4 典型照明系统的热管理设计实例
4.6 小结
参考文献
第5章 大功率LED封装荧光粉涂敷工艺
5.1 LED封装中胶流动物理基础
5.1.1 荧光粉涂敷工艺的流动特点
5.1.2 相关物理基础
5.2 荧光粉胶流动成形数值建模
5.2.1 VOF多相流分析方法
5.2.2 硅胶黏度预测模型
5.2.3 基于VOF结合UDF方法构建的荧光粉胶流动成形模型
5.3 模具法荧光粉涂敷
5.3.1 开槽毛细填充法
5.3.2 微压印法
5.4 荧光粉沉降问题
5.4.1 荧光粉的颗粒特性
5.4.2 荧光粉沉淀理论建模
5.5 小结
参考文献
第6章 大功率LED封装的可靠性
6.1 可靠性设计和可靠性工程的概念
6.1.1 可靠性设计基础
6.1.2 寿命分布
6.1.3 加速模型
6.1.4 应用力学
6.1.5 封装结构中的热力学基础
6.2 大功率LED封装可靠性测试
6.2.1 传统测试标准、方法和评估
6.2.2 失效机理分析方法
6.3 快速可靠性评估
6.3.1 材料属性数据库
6.3.2 数值建模和仿真
6.4小结
参考文献
第7章 大功率LED的应用设计
7.1 光学设计
7.1.1 反光杯
7.1.2 TIR透镜
7.1.3 自由曲面透镜（圆对称光斑和非圆对称光斑）
7.1.4 自由曲面透镜光学应用（车灯、投影、大尺寸背光）
7.1.5 LED应用中的颜色均匀度问题
7.2 热管理
7.2.1 系统热阻分析
7.2.2 扩散热阻与对流热阻计算模型
7.2.3 环境散热类型
7.2.4 翅片热沉的设计与优化
7.2.5 典型LED照明系统的热管理设计实例
7.3小结
参考文献
第8章 大功率LED测量方法及相关标准
8.1 LED光源测量检查
8.2 光通量和辐射通量
8.3 发光强度测量
8.4 LED色度坐标
8.5 确定主波长算法
8.6 LED颜色纯度
8.7 光源的色温和相关色温
8.8 LED自动分选
8.9 LED灯具的测量
8.9.1 电气特性
8.9.2 颜色特性
8.9.3 配光特性
8.9.4 动态特性
8.9.5 可靠性测试
8.10 小结
参考文献