熒光粉在LED封裝中的應(yīng)用

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1、熒光粉在LED封裝中的應(yīng)用LED封裝是將外引線連接到LED芯片的電極上，以便于與其他器件連接。它不僅將用導(dǎo)線將芯片上的電極連接到封裝外殼上實(shí)現(xiàn)芯片與外部屯路的連接，而且將芯片固定和密封起來，以保護(hù)芯片電路不受水、空氣等物質(zhì)的侵蝕而造成電氣性能降低。另外，封裝還可以提高LED芯片的出光效率，并為下游產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用安裝和運(yùn)輸提供方便。因此，封裝技術(shù)對LED的性能和可靠性發(fā)揮著重要的作用。下面對LED封裝技術(shù)、熒光粉及其在LED封裝中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。1、LED封裝技術(shù)根據(jù)不同的應(yīng)用需耍，LED的芯片可通過多種封裝方式做成不同結(jié)構(gòu)和外觀的器件，生產(chǎn)出各種色溫、顯色指

2、數(shù)、品種和規(guī)格的LED產(chǎn)品。按封裝是否帶有引腳，LED可分為引腳式封裝和表面貼裝封裝兩種類型。常規(guī)小功率LED的封裝形式主要有:直插式DIPLED、表面貼裝式SMDLED、僦魚PiranhaLED和PCB集成化封裝。功率型LED是未來半導(dǎo)體照明的核心，其封裝是人們目前研究的熱點(diǎn)。下面就幾種主要的封裝形式進(jìn)行說明：（1）引腳式封裝采用引線架作為各種封裝外型的引腳。圓頭插腳式LED是常用的封裝形式。這種封裝常用環(huán)氧樹脂或硅樹脂作為包封材料，芯片約90%的熱量出引線架傳遞到印刷電路板（PCB）上，再散發(fā)到周圍空氣中。環(huán)氧樹脂的直徑有7mm、5mm、4mm>3m

3、m和2mm等規(guī)格。發(fā)光角（201/2）的范圍可達(dá)18?120。。（2）表面貼裝封裝它是繼引腳式封裝Z斤出現(xiàn)的一種重要封裝形式。它通常采用塑料帶引線片式載體（PlasticLeadedChipCarrier,PLCC）,將LED芯片放在頂部凹槽處，底部封以金屬片狀引腳。LED采用表面貼裝封裝，較好地解決了亮度，視角，平整度，一致性和可靠性等問題，是口前LED封裝技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。（3）功率型LED封裝功率型LED分普通功率LED（小于1W）和瓦級(jí)功率LED（1W及以上）兩種。其中，乩級(jí)功率LED是未來照明的核心。單芯片瓦級(jí)功率LED最早是由Lumil

4、eds公司在1998年推岀的LUXEONLED,該封裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是采用熱電分離的形式，將倒裝芯片（FlipChip）用硅載體直接焊在熱沉上，并采用反射杯、光學(xué)透鏡和柔性透明膠等新結(jié)構(gòu)和新材料。2、熒光粉1=1前白光LED主要通過三種型式實(shí)現(xiàn)：1)采用紅、綠、藍(lán)三色LED紐合發(fā)光，即多芯片白光LED；2)采用藍(lán)光LED芯片和黃色熒光粉，由藍(lán)光和黃光兩色互補(bǔ)得到白光，或用藍(lán)光LED芯片配合紅色和綠色熒光粉，由芯片發(fā)出的藍(lán)光、熒光粉發(fā)出的紅光和綠光三色混合獲得白光；3)利用紫外LED芯片發(fā)出的近紫外光激發(fā)三基色熒光粉得到白光。后兩種方式獲得的白光LED都需要用

5、到熒光粉，稱為熒光粉轉(zhuǎn)換LED(phosphorconvertedLightEmittingDiode,pc-LED),它與多芯片白光LED+11比在控制電路、生產(chǎn)成本、散熱等方面具有優(yōu)勢，在目前的LED產(chǎn)朗'

6、j場上占主導(dǎo)地位。熒光粉己經(jīng)成為半導(dǎo)體照明技術(shù)中的關(guān)鍵材料之一，它的特性直接決定了熒光粉轉(zhuǎn)換LED的亮度、顯色指數(shù)、色溫及流明效率等性能。1=1前的黃色熒光粉主要有肺激活鎧鋁石榴石(Y3A15O12:Ce3+,YAG:Ce)和Ifi激活堿土金屬硅酸鹽；紅色熒光粉主要有：Cal-xSrxS:Eu2+、YVO4:Bi3+,Eu3+和M2Si5N8:E

7、u2+(M=Ca,Sr,Ba)等；綠色熒光粉主要有：SrGa2S4:Eu2+、M2SiO4:Eu2+(M=Ca,Sr,Ba)和MSi2N2O2:Eu2+(M=Ca,Sr,Ba)等；藍(lán)色熒光粉主要有：BaMg2A116O27:Eu2+>Sr5(PO4)Cl:Eu2+.Ba5SiO4C16:Eu2+和LiSrPO4:Eu2+等。3、熒光粉在封裝中的應(yīng)用封裝之前除了需確定封裝結(jié)構(gòu)外，還需選擇好芯片和熒光粉。對于高色溫的冷白光LED通常選用InGaN芯片配合YAG:Ce黃色熒光粉，獲得低色溫的暖白光LED需要在此基礎(chǔ)上添加紅色熒光粉或采用紫外芯片配合三基色熒光粉

8、。LED芯片和熒光粉Z間存在一個(gè)匹配的問題，只有當(dāng)LED芯片的發(fā)射峰與熒光粉的激發(fā)峰最大程度地重疊時(shí)，才能最大限度地發(fā)揮LED芯片和熒光粉的效率。Exc?tat*onEmission400450500550600650700Wavfilenath"mi圖1InGaN芯片和YAG：Ce熒光光譜圖2不同YAG：Ce添加壘的LED色坐標(biāo)圖1為InGaN芯片和YAG:Ce熒光粉的熒光光譜，其中左邊帶斜線陰影部分為InGaN芯片的發(fā)射光譜，左邊淡灰色陰影為YAG:Ce的激發(fā)光譜；右邊為在460nm激發(fā)下的發(fā)射光譜。從圖屮可以看岀，InGaN芯片的發(fā)射光譜和YAG:

9、Ce的激發(fā)光譜重合的非常好,這樣就使YAG:Ce處于最有效的激發(fā)條件下,從而使Y