高效白光LED封裝技術(shù)及封裝材料分析

劉建強(qiáng)

1 高效白光LED主要研究內(nèi)容

高效白光LED的封裝材料主要選用高效熒光粉系列，可靠性較高的有機(jī)封裝硅。而高效白光LED的封裝技術(shù)研究則是使LED的可靠性增強(qiáng)，功率增大，在考慮其成本的價(jià)格和生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)上，突破高效LED的制造的關(guān)鍵就是LED器件封裝和封裝材料技術(shù)的突破，通過實(shí)驗(yàn)不斷的完善和改進(jìn)LED的封裝材料以及增強(qiáng)LED封裝技術(shù)，讓其突破的成果成為我國的自主知識產(chǎn)權(quán)，成為國內(nèi)乃至國際上的領(lǐng)先的生產(chǎn)水平。

2 高效白光LED封裝技術(shù)及封裝材料研究成果

2.1 研究方向的突破

大功率低熱阻LED的封裝技術(shù)是研究技術(shù)人員通過多次實(shí)驗(yàn)和分析技術(shù)及市場調(diào)查，將幾種材料結(jié)構(gòu)都不同的多層壓合銅基板，銅柱復(fù)合線路板，和陶瓷板作為高效白光LED的的器件材料。通過回流晶焊將助焊劑的過程引入工藝制作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)共晶空洞率的實(shí)驗(yàn)室水平大約在小于百分之十左右，產(chǎn)品的數(shù)量成品率會占大于百分之九十五左右。用脈沖式噴涂的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的涂履工藝，來噴涂LED器件不但優(yōu)化了技術(shù)又能使光色集中度達(dá)到百分之九十五以上。精確模擬并進(jìn)一步優(yōu)化各種固晶材料的導(dǎo)熱性能，結(jié)果顯示功率大的LED封裝成品熱阻的誤差在小于百分之十左右。成品模具內(nèi)裝有具備光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)封裝膠體材料，其利處就在于即避免了膠體的浪費(fèi)又降低了生產(chǎn)成本。

2.2 熒光粉材料方面的突破

研究人員成功的開發(fā)出發(fā)光率達(dá)進(jìn)口產(chǎn)品的百分之九十五到百分之一百零二，且光色的聚集度也明顯優(yōu)質(zhì)與進(jìn)口產(chǎn)品，那就是可將發(fā)射的峰值波長控制在五百零四到五百六納米范圍內(nèi)的，可調(diào)可連續(xù)的硅酸鹽熒光粉。同時(shí)不僅合成了紫外LED激發(fā)的紅綠藍(lán)三基色硅酸鹽熒光粉，還合成了激發(fā)硅酸鹽的橙紅和橙色以及綠色熒光粉。研究人員通過處理和改進(jìn)熒光粉的表面技術(shù)的突破，以及材料的配置和噴涂技術(shù)的突破。最新的合成技術(shù)路線等同于分成配比調(diào)整加上壓力固相法燒結(jié)合，不僅更新了傳統(tǒng)工藝同時(shí)又降低了產(chǎn)品的成本，有利于現(xiàn)代化工程的生產(chǎn)。在確保其生產(chǎn)質(zhì)量的條件下，目前不只是從表面上解決了制作過程中硅酸鹽容易沉淀的問題，也為大功率低阻LED的封裝技術(shù)材料的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 有機(jī)硅材料方面的突破

通過研究紅外光譜，硅譜，GPC對產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證論述，同展開的對折射率，粘度和乙烯含量的測定和檢查。研究人員為了得到準(zhǔn)確的可靠的試驗(yàn)結(jié)果，將硅樹脂，含氫硅油和活性的稀釋苯基乙烯基硅油的合成和處理進(jìn)而有利于研究論證。實(shí)驗(yàn)過程將硅樹脂和活性稀釋液還有交聯(lián)劑的工藝制作合成過程進(jìn)行了比較和調(diào)整，并且反復(fù)的考察驗(yàn)證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性，爭取努力制作出穩(wěn)定性更好，操作性更簡單容易的合成工藝。從而開發(fā)研究出不同的折射率和硬度的LED封裝材料，包括折射為一點(diǎn)四一的低折射率封裝膠和高折射率為一點(diǎn)五三的高折射率封裝膠。

2.4 低阻大功率LED封裝的可靠性研究

在初步形成的低阻大功率的封裝材料數(shù)據(jù)庫中，在一定程度測試的基礎(chǔ)上，不僅收集了LED封裝光學(xué)材料，以及相關(guān)的LED封裝熱學(xué)和封裝機(jī)械學(xué)測試材料，根據(jù)文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫中提供的LED封裝材料數(shù)據(jù)更有利于設(shè)計(jì)工程師的查閱和設(shè)計(jì)。記錄試驗(yàn)檢測大功率低阻LED在不同的溫度環(huán)境，不同的潮濕度以及不同電流下的器件使用時(shí)間的長短，簡單的總結(jié)出大功率低阻LED的模型在不同的光熱，電力濕氣的各種場合，歐聯(lián)數(shù)字非線性提高LED封裝材料的可靠性的快速實(shí)驗(yàn)方法。同時(shí)收集的數(shù)據(jù)材料可以供LED仿真設(shè)計(jì)的使用數(shù)據(jù)。在突破大功率封裝材料的可靠性的實(shí)驗(yàn)中，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的建立和仿真結(jié)構(gòu)模型的建立，被視為具有重要意義的指導(dǎo)作用。

3 結(jié)語

總而言之，我國的研究水平已經(jīng)突破了封裝材料上高效熒光粉，高功率低電阻的封裝材料，封裝硅的可靠性檢測以及熒光粉的涂履、噴涂的的方式的技術(shù)上的基本問題。就全球節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境的發(fā)展形勢來看，不管是各行各業(yè)都在以這種發(fā)展形式為基礎(chǔ)，高效白光LED的市場發(fā)展前景尤為廣泛開闊。但為了不斷創(chuàng)新和突破這一領(lǐng)域，十分有必要不斷地深入研究高效白光LED的封裝材料和封裝技術(shù)的研究，不斷的提高該技術(shù)和研究領(lǐng)域在我國的整體水平，為我國的高效白光LED的研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。