LED螢光粉封裝於Optis Works光學模擬分析
LED是近代照明的新趨勢，LED燈又稱為發光二極體,為特殊材質製成之P-N二極體。在順向偏壓下，電子在接合面流動時，會在再結合而消滅的過程中發光。
LED優點:具有體積小、發熱量低、耗電量少、壽命長、反應速度快、可在高頻操作、可平面封裝易開發成輕薄短小產品等而隨著新興應用技術的發展， 擁有許多優點的LED已廣泛應用到汽車、照明、消費性電子與顯示器背光模組等應用領域。隨這台灣業界自主研發技術的提升，廠商都必須開發新的反射杯與Chip位置及螢光粉的吸收與轉換頻譜及相對的濃度探討因此對於LED封裝的相關設計都可藉由軟體的事先設計與模擬解析來減少實物測試的時間與成本。以下為常見的3020 SMT LED的材質表面設定與結果解析說明。
| 3020 LED CAD Model | |
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3020 LED材質設定說明
3020 LED本體中，將藍色面外部定義為Silicon ，然後封蓋跟CHIP外部也定義為Silicon，這樣整個CHIP，就會被定義包在Silicon內。
螢光粉膠材設定：
可於同一膠材中設定多個螢光粉之介質。
互動光跡(ray tracing)
加入螢光粉之材質特性後可以明顯看到光跡經由螢光粉作用的SCATTERING現象。
Cartesian Intensity 模擬結果圖
Polar Intensity 模擬結果圖及3D光強度分佈圖
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加入螢光粉後之色度分析比對：
角度較小接近中心區域的顏色黃色頻譜比重較低，色度座標x:0.272, y:0.285。
角度較大接近外圍區域的顏色黃色頻譜比重較高，色度座標x:0.272, y:0.302，所以顏色偏黃。
結論:
早期光學軟體設計LED，須經過CAD介面轉檔匯檔至CAE介面，當想改善LED的光強度或效益時，Model需要設變，此時重新轉檔匯出，常會發生整個LED組立與接受器位置異位或光學性質設定需重置。
也因為與3D CAD軟體的整合使Optisworks在進行晶片光源的發光面與光源相對於碗杯(cup)、光源相對於封裝膠材相對的內部材質與外部環境材質設定上也更加直觀、準確。
將Optics Works 特有的CAD/CAE整合應用於LED，更能發揮Optics Works 的即時設變性與快速分析直接與solidworks的3D CAD平台進行相關機構尺寸的修改設變，不需要透過檔案的轉換直接就能進行模擬分析同時更能運用CAD軟體剖面、隱藏、透明性顯示的功能讓工程師在3D觀察時更加清楚解析光線作用的現象，此對於將來不同客戶需求的LED客製化發展才真正達到有效率跟方便性。
閱讀延伸
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