[发明专利]减少半导体荧光元件热量聚集的转化器制造方法及系统

说明书

本发明公开了一种减少半导体荧光元件热量聚集的转化器制造方法及系统，该方法步骤包括：统计所用材料的属性参数，计算不同浓度荧光元件的等效导热率并建立荧光元件的热阻模型；计算不同粒径颗粒对不同波长的散射截面、散射系数、吸收截面和吸收系数；计算荧光元件不同深度上的荧光激发的光线能量及转化后的热量；设定初始化荧光粉浓度参数以及需优化的梯度浓度区域；在热阻模型代入荧光元件产生热量值计算荧光元件梯度浓度区域最高温度值；判断每一个浓度区域最高温度值是否小于设定要求。本发明综合考虑等效导热率以及多荧光颗粒光热转化率，匹配激发光源光型，避免荧光元件高发热的浓度区域发生，同时不改变转化后的光强分布、光谱强度等性能。

技术领域

本发明涉及半导体照明器件技术领域，具体涉及一种减少半导体荧光元件热量聚集的转化器制造方法及系统。

背景技术

由于荧光粉材料比聚合物材料导热率高，随着荧光粉在聚合物胶体中浓度的增加，荧光元件的等效导热率会增加，有利于避免热量聚集；同时，随着荧光粉浓度的增加，荧光转化激发光源的能量也会增加，由于斯托克斯损失存在，会产生更多的热量。等效导热率和荧光转化率两个方面的影响，在一定的激发能量下，荧光元件存在一个极易发生热量聚集的浓度区间，容易影响转化后的光强分布和光谱强度。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种减少半导体荧光元件热量聚集的转化器制造方法及系统，综合考虑等效导热率以及多荧光颗粒光热转化率，匹配激发光源光型，避免荧光元件高发热的浓度区域发生，同时不改变转化后的光强分布、光谱强度等性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种减少半导体荧光元件热量聚集的转化器制造方法，其特征在于，包括下述步骤：

统计所用材料的属性参数，包括所用荧光粉的荧光转化效率、导热率、粒径分布和颗粒近似形状参数，所用封装粘结材料的折射率和导热率参数，所设计荧光元件厚度，直径以及荧光粉浓度参数；

计算不同浓度荧光元件的等效导热率以及建立荧光元件的热阻模型；

计算不同粒径颗粒对不同波长的散射截面、散射系数、吸收截面和吸收系数；

计算荧光元件不同深度上的实际参与荧光激发的光线能量以及转化后的热量；

设定初始化荧光粉浓度参数以及需要进行浓度优化的梯度浓度区域；

根据荧光粉浓度参数及需要优化的梯度浓度区域，在热阻模型中代入荧光元件产生热量值计算荧光元件梯度浓度区域最高温度值T_max；

判断荧光元件每一个浓度区域最高温度值T_max是否小于设定要求，如果T_max小于预期设计温度，则认为荧光元件的浓度区域设计合理，如果T_max大于预期设定温度，则返回重新调整荧光元件的浓度区域分布。

作为优选的技术方案，所述计算不同浓度荧光元件的等效导热率，具体计算公式为：

log k＝V_RG₂log k_R+V_YG₃log k_Y+(1-V_R-V_Y)log G₁k_poly；