高效白光LED封裝技術(shù)及封裝材料分析

劉建強

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，功率增大，在考慮其成本的價格和生產(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，通過實驗不斷的完善和改進LED的封裝材料以及增強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)人員通過多次實驗和分析技術(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，進而實現(xiàn)共晶空洞率的實驗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到百分之九十五以上。精確模擬并進一步優(yōu)化各種固晶材料的導熱性能，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)光率達進口產(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。同時不僅合成了紫外LED激發(fā)的紅綠藍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)用打下了堅實的基礎(chǔ)。

2.3 有機硅材料方面的突破

通過研究紅外光譜，硅譜，GPC對產(chǎn)物進行驗證論述，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確的可靠的試驗結(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而有利于研究論證。實驗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行了比較和調(diào)整，并且反復的考察驗證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可重復使用性，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，包括折射為一點四一的低折射率封裝膠和高折射率為一點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封裝光學材料，以及相關(guān)的LED封裝熱學和封裝機械學測試材料，根據(jù)文獻檢索數(shù)據(jù)庫中提供的LED封裝材料數(shù)據(jù)更有利于設(shè)計工程師的查閱和設(shè)計。記錄試驗檢測大功率低阻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驗方法。同時收集的數(shù)據(jù)材料可以供LED仿真設(shè)計的使用數(shù)據(jù)。在突破大功率封裝材料的可靠性的實驗中，試驗標準的建立和仿真結(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)提供了堅實的基礎(chǔ)。