發光二極管（LED）作為新一代的綠色光源，具有體積小、光效高和節能環保等優點被廣泛的應用于電子領域。但由于其光通量小，光源均勻性差，難以應用于傳統照明領域而將被大功率集成式LED光源模塊所取代。然而出光效率低，熱流密度大，缺乏高效的加工方式等難題，限制了大功率集成式LED光源模塊的推廣。基于此本文提出一種高效的集成式LED封裝基板取光結構滾壓成形加工方法，研制了具有錐齒結構的滾壓成型刀具，成功并高效加工出了具有倒正四棱錐盲孔的取光結構。

主要研究內容如下：

  （1）基板取光結構設計及優化 根據多芯片集成封裝光源模塊結構要求，建立大功率LED光源模塊出光模型，利用蒙特卡羅方法進行光線追跡模擬，分析全內反射現象對出光效率的影響；計算取光結構錐孔邊長和錐角尺寸大小對LED光源模塊出光效率的影響，比較采用不同的取光結構基板封裝光源模塊形成的坎德拉分布圖，給出不同參數下的光強和光輻射功率。仿真計算出具有理想光強分布、最大光提取效率的取光結構特征參數，獲得綜合考慮光強分布、光提取效率的優化設計取光結構特征參數。

  （2）取光結構滾壓成形機理及有限元仿真分析 針對取光結構滾壓成形表現出的尺度效應，借助金屬彈塑性變形規律，建立考慮不同板料厚度、不同晶粒尺度影響的介觀尺度的取光結構微滾壓成形本構模型，從本質上刻畫介觀尺度材料的特征。根據優化后的取光結構微滾壓成形特征，考慮幾何尺度對邊界條件的影響，引入熱力學耦合關系及本構關系，建立基板取光結構滾壓成形過程仿真模型，揭示滾壓工藝參數和刀具參數對滾壓力、成形質量的影響規律。利用Deform-3D有限元仿真分析軟件，研究取光結構滾壓成形過程中金屬塑性流動（體積轉移）規律，以控制基板不發生局部的突起（金屬堆積）和彎曲變形。根據有限元仿真分析結果，研究不同工藝參數下基板應力、應變分布規律，彈性回復和滾壓力影響。

  （3）取光結構滾壓成形工藝參數優化及實驗研究 采用新型滾壓成型刀具，加工倒正四棱錐取光結構基板，通過實驗觀察刀具參數和工藝參數對取光結構成形以及形貌的影響，揭示成形工藝參數對成形性、成形質量和滾壓力的影響規律。通過研究基板取光結構成形工藝的穩健性設計方法，提高基板取光結構成形質量與工藝參數的魯棒性。根據理論優化的結構參數，選取主要因素和水平，利用單因素試驗，確定優化的取光結構工藝參數組合，實現由功能需求設計取光微結構特征參數，并在加工過程中使之按要求成形和控制基板變形的目的。

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