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【研究分析】如何从LED封装下手解决荧光粉沉降对白光LED色区影响

导读: 现今LED行业内制作白光最普遍的方式是,将具有一定波段的黄色荧光粉与环氧或硅胶混合后,灌封在蓝光LED芯片四周,芯片蓝光与荧光粉受激发生成的黄光混合形成白。

  目前实现照明用LED白光有如下三种途径:采用R、G、B三基色合成白光、通过UVLED激发R、G、B荧光粉、通过蓝光LED芯片激发黄色荧光粉形成。现今LED行业内制作白光最普遍的方式是,将具有一定波段的黄色荧光粉与环氧或硅胶混合后,灌封在蓝光LED芯片四周,芯片蓝光与荧光粉受激发生成的黄光混合形成白。但是荧光粉易于在胶水固化过程中发生沉降,由沉降造成的荧光粉分布不均对白光LED色区集中度有很大影响。

  在中小功率白光LED方面,因其体积小、散热少、出光效率高等特点,被越来越多的应用到照明产品中。然而因中小功率单颗LED器件封装所需荧光粉量较少,荧光粉含量和在胶体中的分布变化更易影响封装样品的色坐标分布,导致LED产品色区集中度不高,形成一定的库存压力,增加了产品成本。为此,如何提高白光LED的色区达成率,成为很多封装企业亟待解决的问题。

  本文将结合实际封装生产情况,研究影响荧光粉沉降的因素以及荧光粉沉降和封装样品色坐标集中度的关系。旨在找出合理的封装工艺,通过适当控制荧光粉沉降程度来提高白光LED器件的色区集中度,并为实际生产提供一定的理论指导。

  1、白光LED器件封装

  1.1封装材料

  本文中采用的主要封装材料如下:

  荧光粉:YAG黄色荧光粉,平均粒径约为13μm,密度为4.8g/cm3;胶水:双组分A/B有机硅树脂,室温下粘度为3350cp,A/B胶混合后密度为1.2g/cm3;LED支架:SMD3528支架,碗杯深为0.38mm;在芯片选择方面,白光LED的色坐标会受到芯片波长和亮度的影响,此处选择波长和亮度范围较为集中的蓝光芯片,以避免芯片参数对后续实验结果分析造成影响。所选蓝光芯片参数:尺寸10×16mil,芯片主波长范围456.3~456.8nm,平均波长为456.5nm,亮度范围22.1~22.4mW,平均亮度为22.2mW。

  1.2封装设备及封装步骤

  1)固晶:采用荷兰ASM-AD830固晶设备,通过固晶绝缘胶将LED芯片粘接在LED支架碗杯内,并加热固化。

  2)焊线:采用荷兰ASM-iHawkXtreme自动焊线机将芯片电极和支架电极用导线连接。

  3)配胶:分别称取10份的胶水和1份的荧光粉,采用日本THINKY-ARV310真空搅拌机将荧光粉与胶水均匀混合并抽真空。

  4)点胶:采用日本武藏SM3003-3A点胶机,将配置好的胶水倒入点胶针筒内,调整点胶参数,对已固晶焊线的LED支架进行点胶。

  5)烘烤固化:点胶后的样品放入已设定好温度的烤箱内进行烘烤固化。

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