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高亮度細(xì)粒徑熒光粉的封裝應(yīng)用研究

徐俊峰  梁超  符義兵

江蘇博睿光電有限公司,江蘇南京 211100

　　摘要：采用自主開發(fā)的YH型YAG熒光粉產(chǎn)品與市售進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)同類產(chǎn)品的光色指標(biāo)及粒徑等進(jìn)行了全面對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，通過封裝測(cè)試，對(duì)熒光粉的初始光效、老化性能及量產(chǎn)打靶集中度等封裝應(yīng)用性能進(jìn)行了系統(tǒng)試驗(yàn)研究，并結(jié)合量產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)成本控制進(jìn)行了測(cè)算。試驗(yàn)結(jié)果表明，博睿YH系列熒光粉與進(jìn)口商用粉在初始亮度和長(zhǎng)期老化性能相當(dāng)?shù)那闆r下；打靶集中度具有明顯的提升，這對(duì)于提升封裝生產(chǎn)良率異，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本均具有重要的意義。

　　關(guān)鍵詞：LED熒光粉；細(xì)粒徑高亮度；封裝；色區(qū)集中度；成本

　　一 前言

　　近年來，GaN基白光發(fā)光二極管(LED)的發(fā)展受到了很大的關(guān)注[1]。由于它具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、體積小和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明光源[2]。尤其最近白光LED在發(fā)光效率、使用壽命、亮度等方面都取得了很大的進(jìn)步。

　　白光LED的制備方法主要是利用藍(lán)光LED芯片與YAG熒光粉結(jié)合實(shí)現(xiàn)(即光轉(zhuǎn)換法) [3]。因此，研制在藍(lán)光（440-470nm）下可被激發(fā)且具有高轉(zhuǎn)換效率、低衰減和優(yōu)化LED白光封裝集中度的YAG熒光粉有著重要意義，也已成為當(dāng)前固態(tài)照明的研究重點(diǎn)。

　　目前，SMD型封裝產(chǎn)品在封裝過程中為了最求更高的亮度，多采用中等或較粗粒徑的熒光粉產(chǎn)品用于白光LED的制作，但由此會(huì)造成白光封裝顏色集中度下降，打靶幾種率偏低的問題，進(jìn)而造成封裝廠家存在大量檔外品庫(kù)存積壓，增加了生產(chǎn)成本。

　　針對(duì)這一問題，博睿光電新近開發(fā)出全新的YH系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品在保持較高光效的同時(shí)具有更細(xì)的粉體粒徑和更窄的粒徑分布系數(shù)，這對(duì)于滿足應(yīng)用廠家對(duì)光效和集中度的雙重要求具有非常重要的意義。

　　基于對(duì)YH系列熒光粉與市售同類產(chǎn)品的基本性能的對(duì)比測(cè)試，本文對(duì)YH系列熒光粉與市售同類產(chǎn)品的初始光效、熱猝滅性能、光衰性能進(jìn)行全面的對(duì)比。在此基礎(chǔ)上，通過量產(chǎn)封裝測(cè)試，進(jìn)一步對(duì)熒光粉的光色集中度進(jìn)行對(duì)比研究，進(jìn)而為優(yōu)化白光LED的量產(chǎn)技術(shù)提供有益的支撐。

　　二 試驗(yàn)材料與方法

　　2.1 熒光粉的基本性能對(duì)比測(cè)試

　　本文研究選用了三種熒光粉進(jìn)行對(duì)比分析和應(yīng)用性能測(cè)試，樣品選擇的原則包括兩個(gè)方面：發(fā)射波長(zhǎng)一致和相對(duì)亮度相當(dāng)。按照這個(gè)原則選擇了與博睿自制YH302產(chǎn)品波段和亮度達(dá)到相當(dāng)水平的進(jìn)口某型號(hào)產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)某廠家熒光粉產(chǎn)品，分別編號(hào)為sample-1、sample-2和sample-3。

　　2.1.1 光效指標(biāo)對(duì)比

　　表1列出了三種熒光粉基本光學(xué)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)，從表中數(shù)據(jù)可以看出三個(gè)熒光粉樣品的主波長(zhǎng)、半峰寬及相對(duì)亮度等指標(biāo)均基本相當(dāng)。

　　表1 熒光粉基本性能指標(biāo)

　　2.1.2 微觀形貌

　　圖1是這三款熒光粉的掃描電鏡照片，可以反映出三個(gè)熒光粉顆粒均呈類球形，分散狀態(tài)良好，相比之下，YH302對(duì)應(yīng)的sample-1熒光粉樣品具有更小的粒徑。

圖1 熒光粉微觀形貌

　　2.1.3 粒徑及分布

　　圖2中同時(shí)顯示了這三款熒光粉的粒徑積分分布曲線，對(duì)比這三款熒光粉的中心粒徑及分布寬度可以看出，YH302的粒徑最小，中心粒徑為10.47μm，其他兩種熒光粉的中心粒徑都在13~14μm左右。同時(shí)sample-1的粒徑分布系數(shù)為0,688,明顯小于另外兩款熒光粉的數(shù)據(jù)。表2中羅列出三款熒光粉的粒徑數(shù)據(jù)。

　　表2 熒光粉的粒徑大小及粒徑分布