第33卷，第1期 2013年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33, No. 1, pp36-39
January，2013
基于相对光谱强度的非接触式LED结温测量法
邱西振，张方辉“
陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021
摘要基于一体化封装高导热铝板，利用蓝光芯片及常用YAG荧光粉，制备了大功率白光LED，并研究了其在不同结温下的光谱变化规律。发现白光LED辐射光谱在波长485nm处辐射强度具有极小值，并且此波长的辐射强度与LED结温存在良好的线性关系，以此为依据给出了该波长辐射强度与结温的关系公式，测量了LED结温，并与正向压降法及光谱法的测量结果进行对比。实验结果显示；所提出的结温测量方法与正向压降法测量结果差距不超过2℃，该方法保持了正向压降法的结温测量较为准确的优点，克服了光谱法的光谱漂移过小，对测试结果带来较大误差的缺点，同样也具有光谱法的实用性强、高效直观、非接触测量、不破坏灯具结构的优点。
关键词大功率发光二极管；结温；相对光谱；正向电压
中图分类号：TN312.8
引言
文献标识码：A
DOl:10.3964/j.issn.1000-0593(2013)01-0036-04
发光同时下降，但荧光粉的下降更迅速，从而使白光光谱中蓝光的比例发生变化，该方法的缺点是难以实现单色LED 结温的测量。红外热成像法是半导体器件常用的结温分布测
LED(light emitting diode)具有体积小、寿命长、亮度高、节能高效等诸多优点，被认为是取代白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的第四代照明光源，已被广泛应用于信号指示、LCD背光、显示、通用照明等领域[1-57。但在实践中发现大功率LED照明存在光衰、色衰间题，而该现象的本质是由结温过高所引起，随着结温的升高将导致LED发光效率降低、颤色偏移、寿命缩短等间题")，所以降低结温已成为研究的热点[}]。如何科学的测量LED结温就成了间题的突破口8)
目前LED结温测量方法主要有正向压降法、光谱法、蓝白比法、红外热成像法等。其中使用最普遍的LED结温测量方法是正向压降法，但对于成品的LED灯具面言，由于其灯具外壳材料等的诸多限制，般很难实现各个LED引脚上的压降测量。光谱法测量LED结温的思想由Hong等提出[)，该方法主要是通过峰值波长随结温的漂移关系来测量LED结温。刘立明、Senawiratne等也分别利用光谱法研究了结温测量，报道了LED发光峰值波长与注人电流存在的相关联系(1)。该方法的缺点是光谱峰值波长改变小，导致实际测量误差较大。蓝白比法同属于非接触式方法，其主要原理是随着结温的升高将导致芯片的发光及荧光粉的光致
收稿日期：2012-06-05，修订日期：2012-09-18
量方法，其对封装结构有依赖且仅器价格昂费，难以实现对灯具结温的直接测量。Lin等研究了基于其定义的质心波长及半高宽来测量LED结温的方法[3]，这种非接触式测量方法避免了对设备正常工作的影响，但其同样存在对仪器精度要求高，存在较大误差的缺点。
我们制备了一体化封装铝板，利用蓝光芯片及常用 YAG荧光粉，研制出一体化封装的大功率白光LED。通过研究其不同结温下的相对光谱，提出了一种新的非接触式 LED结温的方法，并与正向电压法及光谱法测得的结果进行比较。
1实验部分
为了测量PN结的温度，把LED管芯封装在5mm工业纯铝板上，切割尺寸为50mm×50mm×5mm，在表面制成杯型凹糖，进行氧化绝缘处理，其处理步为：脱脂→+冷水洗+碱蚀(NaOH，45g·L-1，50C，30s)→+热水洗→+冷水洗→+表面光化（HNO，130g·L-，室温，3min)→热水洗 →+冷水洗→阳极氧化→水洗。再在杯型凹槽处固定电极并在电极上焊接导线以完成一体化封装基板的制备。基于一体化
基金项目：国家自然科学基金项目(61076066)和陕西省科技资源统筹项目（2011KTCQ01-09)资助作者简介：邱西振，1987年生，陕西科技大学电气与信息工程学院硕士研究生
e-mail, ioriandlori@foxmail. com
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