穆瑞山
天津中环电子照明科技有限公司 天津300380
摘要：LED封装在近年来得到了广泛的应用，其主要原理就是使LED芯片的电极连接外引线，以方便电极与其他器件相连接。LED封装利用导线实现了芯片与外部电路的连接，其中发挥最大作用的就是导线，能够将新建上的电极连接到封装外壳上。同时还能够固定芯片，并将芯片密封起来，以切实保护芯片电路不受水的侵蚀，不受空气等物质的腐蚀，从而造成电气性能的下降。除此之外，对LED进行封装可以全方面提高LED芯片的出光效率，大大提高LED封装产能，从而为下游产业的应用安装和运输提供方便。可以说，对于LED来说，封装技术能够使LED的性能更加良好，从而发挥坚实的可靠性。本文主要针对LED封装技术，荧光粉在LED封装中的实际应用进行针对性的介绍。
关键词：荧光粉膜片；发光效率；封装；LED
引言
作为新时代的一种新型的绿色环保型固体照明光源，白光LED一直被誉为是21世纪最有价值的新光源，在近年来也得到了广泛的应用，并且在诸多领域都有着广泛的应用前景。目前的商用白光LED封装技术，主要采用的是传统点胶技术进行封装，即将硅胶与荧光粉混合，在涂敷到固有芯片的支架内部，最后经高温烘烤，固定处理等一系列操作之后制成的白光LED灯珠。这种工艺匠造方法流程简单，但由于近年来设备产业技能不断提升，因此需要不断改进点胶量的控制精度，才能够提高白光LED封装的光色集中度。这种新型封装法能够同时在光效光色和成本这三个层面，实现最佳的组合。其特点可以列为以下三个方面：首先就是需要成体系的荧光粉，以此来制作彩色或高显色白光LED。但是不同的荧光粉比重也存在较大的差异，导致不同体系的荧光粉在胶体中会产生分层现象，从而造成LED光色一致性变差，最终导致成本的上升。其次就是随着现如今荧光粉制造水平不断的提高，颗粒粒径的分布系数在不断降低，但是仍有一定的分布宽度。因此在点胶的过程当中，不同粒径的颗粒在胶体中的沉降速度会存在差异，从而影响LED点胶制作灯珠。最后就是在采用点胶阀制作灯珠的过程当中，荧光粉颗粒状的胶体不同的沉降速度，还会导致其在芯片表面产生明显的堆积，从而造成不同器件的差异。
本文探讨了一种新型荧光粉膜片封装LED,采用固态的荧光粉膜片取代传统的荧光粉混胶，全新的荧光粉膜片贴附技术取代传统的点胶封装，以解决上述难题。
1实验
1.1 原料
市售进口有机硅树脂(道康宁OE6550 )，市售YAG荧光粉(江苏博睿光电有限公司，BM302D)，市售通用SMD支架，市售硅基LED蓝光芯片( 450~452.5 nm,正面出光型，并在正面含有单电极)，市售LED正装蓝光芯片( 450~452.5nm),
1.2 荧光粉膜片的制备方法
将市售进口有机硅树脂和市售YAG荧光粉混合得到混合料，采用压延法制备荧光粉膜片,具体步骤如下:将混合料倒在底模上，盖上模板;调整模具上下板闭合程度，控制荧光粉膜片的厚度为80μm，将模具整体置于160 C,保温120 min,即得到荧光粉膜片。将上述荧光粉膜片切割成与硅基LED蓝光芯片出光面一致的形状和大小， 其中，电极孔由激光打孔形成。
1.3荧光粉膜片贴装LED倒装芯片元器件的制备
方法
在硅基LED蓝光芯片的上表面进一步涂覆薄层进口有机硅树脂作为粘结层，厚度控制为10μm,将切割后的荧光粉膜片贴附在粘结层上，荧光粉膜片的孔对应硅基LED蓝光芯片的电极孔，烘烤固化，制得荧光粉膜片贴装的LED元器件。
1.4性能测试
相对亮度采用浙大三色的PR302荧光粉相对亮度仪进行测试;封装性能采用杭州中为光电技术有限公司的ZWL-3901光色电测试系统测试。
2结果 与讨论
2.1发光性能分析
通过调整YAG荧光粉和进口有机硅树脂的比例，制得的白光荧光粉膜片贴装的LED元器件的色温为6000K(以下简称膜片贴装LED)。同时，采用传统点胶工艺制得色温为6000 K的白光SMD元器件(以下简称点胶封装SMD)。对比膜片贴装LED和点胶封装SMD的发光效率，如表1所示。
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从表1中可以看出，在6 000 K色温，膜片贴装LED的平均光通量为7.739 lm，点胶封装SMD的平均发光效率为7.525 Im,膜片贴装LED的平均发光效率比点胶封装SMD高2.84%。膜片贴装LED的荧光粉更贴近蓝光芯片，激发效率高于点胶封装SMD。
同时，点胶封装SMD的色温最大值和最小值偏差为422 K，而膜片贴装LED的色温最大值和最小值偏差仅为73 K,可见膜片贴装LED的光色-致性远优于点胶封装LED。主要原因是，点胶封装SMD,荧光粉在液体胶中的沉降以及不同颗粒的沉降速度不-致，导致色温偏差变大,而膜片封装LED的荧光粉已固化在膜片中，且堆积密度高，避免了因荧光粉沉降引起的色温偏差。
2.2老 化性能对比
在6000K色温下，点胶封装SMD和膜片贴装LED的老化性能。膜片贴装LED的3 000 h老化最终的光通维持率为91.1%,点胶封装SMD的3000h老化最终的光通维持率为78.2%，膜片贴装LED老化性能远优于点胶封装SMD。这主要是由于两种封装形式的散热效果差异较大,膜片贴装LED的工作热量直接通过芯片传输到底部散热材料,导热路径短,导热率高,同时荧光粉被激发后的辐射热可有效通过芯片传导至散热材料。而点胶封装SMD的散热效果差，同时产生的荧光粉辐射热会分布在整个LED元器件中,不能有
效散出,导致LED元器件在热效应下，加速失效。
3结论
(1)采用荧光粉膜片后,荧光粉与芯片之间的距离缩短，有利于改善光效，采用荧光粉膜片法封装白光LED的光效较点胶法封装白光LED的光效高2.5%~3.0%。
(2)由于荧光粉膜片可以有效提升出光均匀性，提高色区集中度，降低色容差;因此采用荧光粉膜片法封装的白光LED的光色指标波动明显较小，而现有点胶法制作的白光LED的指标波动幅度较大。
(3)采用荧光粉膜片法可以选用粒径相对较粗的荧光粉，荧光粉的中心粒径可以达到15~25 um,因而可以获得更高的光效，并且有效兼顾光色一致性，而现有点胶法封装技术无法达到。
(4)膜片贴装芯片，光色- -致性高，可以大幅度提升出货率，甚至可以实现零分并，因而有利于降低成本。
参考文献
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