熒光粉在LED封裝中的應用.doc

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1、熒光粉在LED封裝中的應用　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。它不僅將用導線將芯片上的電極連接到封裝外殼上實現芯片與外部電路的連接，而且將芯片固定和密封起來，以保護芯片電路不受水、空氣等物質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，并為下游產業(yè)的應用安裝和運輸提供方便。因此，封裝技術對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、熒光粉及其在LED封裝中的應用進行介紹。1、LED封裝技術　　根據不同的應用需要，LED的芯片可通過多種封裝方式做成不同結構和外觀的器件，生產出各種

2、色溫、顯色指數、品種和規(guī)格的LED產品。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、食人魚PiranhaLED和PCB集成化封裝。功率型LED是未來半導體照明的核心，其封裝是人們目前研究的熱點。下面就幾種主要的封裝形式進行說明：　　（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%的熱量由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7

3、mm、5mm、4mm、3mm和2mm等規(guī)格。發(fā)光角（2θ1/2）的范圍可達18~120°。　　（2）表面貼裝封裝?它是繼引腳式封裝之后出現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，是目前LED封裝技術的一個重要發(fā)展方向?！　。?）功率型LED封裝?功率型LED分普通功率LED（小于1W）和瓦級功率LED（1W及以上）兩種。其中，瓦級功率LED是未來照明的

4、核心。單芯片瓦級功率LED最早是由Lumileds公司在1998年推出的LUXEONLED，該封裝結構的特點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、光學透鏡和柔性透明膠等新結構和新材料。2、熒光粉　　目前白光LED主要通過三種型式實現：1)采用紅、綠、藍三色LED組合發(fā)光，即多芯片白光LED；2)采用藍光LED芯片和黃色熒光粉，由藍光和黃光兩色互補得到白光，或用藍光LED芯片配合紅色和綠色熒光粉，由芯片發(fā)出的藍光、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

5、熒光粉得到白光。后兩種方式獲得的白光LED都需要用到熒光粉，稱為熒光粉轉換LED（phosphorconvertedLightEmittingDiode，pc-LED），它與多芯片白光LED相比在控制電路、生產成本、散熱等方面具有優(yōu)勢，在目前的LED產品市場上占主導地位?！　晒夥垡呀洺蔀榘雽w照明技術中的關鍵材料之一，它的特性直接決定了熒光粉轉換LED的亮度、顯色指數、色溫及流明效率等性能。目前的黃色熒光粉主要有鈰激活釔鋁石榴石（Y3Al5O12:Ce3+，YAG:Ce）和銪激活堿土金屬硅酸鹽；紅色熒光粉主要有：Ca1-xSrxS:Eu2+、YV

6、O4:Bi3+,Eu3+和M2Si5N8:Eu2+(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；藍色熒光粉主要有：BaMg2Al16O27:Eu2+、Sr5(PO4)Cl:Eu2+、Ba5SiO4Cl6:Eu2+和LiSrPO4:Eu2+等。中國照明網技術論文·LED照明3、熒光粉在封裝中的應用　　封裝之前除了需確定封裝結構外，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

7、，獲得低色溫的暖白光LED需要在此基礎上添加紅色熒光粉或采用紫外芯片配合三基色熒光粉。LED芯片和熒光粉之間存在一個匹配的問題，只有當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，才能最大限度地發(fā)揮LED芯片和熒光粉的效率。中國照明網技術論文·LED照明中國照明網技術論文·LED照明中國照明網技術論文·LED照明　　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。從圖中可以看出，InGaN芯片的發(fā)射光譜和YAG:C

8、e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YAG:Ce的發(fā)光效率最高。當YAG:Ce的激