白光LED衰减与其材料分析

白光LED衰减与其材料分析

摘要：白光LED应用在照明领域已越来越广泛，特别是LED的节能环保已被世人所公认，如何提升白灯LED的寿命降低白灯LED的衰减成为封装的研发课题，本文就改善白光LED衰减针对物料方面进行探讨。

　　蓝光LED的问世，利用荧光体与蓝光LED的组合，就可轻易获得白光LED,这是行业中最成熟的一种白光封装方式。目前白光LED已成为照明光源，一般家用照明已成为现实。但在使用过程中较多白光产品衰减大，不能适合照明市场，雷曼光电针对照明高端市场的需求，加大对白光的研发，通过改变封装工艺及物料搭配开发出低衰减白光产品，为LED照明行业略尽微薄之力。下面是我司在封装过程中总结出来的五点经验，与诸位行业同仁交流，以期对白光LED封装技术的提升添砖加瓦。

　　一、晶片对白光LED光衰的影响

　　从目前实验的结果来看，晶片对光衰的影响分为两大类：

　　第一是晶片的材质不同导致衰减不同，目前常用的蓝光晶片衬底材质为碳化硅和蓝宝石，碳化硅一般结构设计为单电极，其导热效果比较好，蓝宝石一般设计为双电极，热量较难导出，导热效果较差；

　　第二是晶片的尺寸大小，在晶片材质相同时，尺寸大小不同衰减差距也不同。

　　二、固晶底胶对白光LED光衰的影响

　　在白光LED封装行业中通常用到的固晶胶有环氧树脂绝缘胶、硅树脂绝缘胶、银胶。三者各有利弊，在选用时要综合考虑。环氧树脂绝缘胶导热性差，但亮度高；硅树脂绝缘胶导热效果比环氧树脂稍好，亮度高，但由于硅成分占一定比例，固晶片时旁边残留的硅树脂与荧光胶里的环氧树脂相结合时会产生隔层现象，经过冷热冲击后将产生剥离导致死灯；银胶的导热性比前两者都好，可以延长LED芯片的寿命，但银胶对光的吸收比较大，导致亮度低。对于双电极蓝光晶片在用银胶固晶时，对胶量的控制也很严格，否则容易产生短路，直接影响到产品的良品率。

　　三、荧光粉对白光LED光衰的影响

　　实现白光LED的途径有多种，目前使用最为普遍最成熟的一种是通过在蓝光晶片上涂抹一层黄色荧光粉，使蓝光和黄光混合成白光，所以荧光粉的材质对白光LED的衰减影响很大。市场最主流的荧光粉是YAG钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉，与蓝光LED芯片相比荧光粉有加速老化白光LED的作用，而且不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同，这与荧光粉的原材料成分关系密切。雷曼光电选用最好材质的白光荧光粉，使做出的白光LED相比同行在衰减控制方面有了很大的提高。

　　四、荧光胶水对白光LED光衰的影响

　　传统封装的白光LED,荧光胶一般采用环氧树脂或硅胶，经过光衰实验的结果得出，用硅胶配粉的白光LED寿命明显比环氧树脂的长。原因之一是用以上两种方法封装成成品LED,硅胶比环氧树脂抗UV能力强且硅胶散热效果比环氧树脂好；但在相同条件下，用硅胶配粉的初始亮度要比环氧树脂配粉的要低，最主要是由于硅胶的折射率（1.3-1.4）比环氧树脂（1.5以上）低，所以初始光效不及环氧树脂高。

　　五、支架对白光LED光衰的影响

　　LED支架主要有铜支架和铁支架。铜支架导热、导电性能好，价格高。而铁支架的导热、导电性能相对较差，更容易生锈，但价格便宜。市场上的LED大部分使用铁支架。不同材料的支架对LED的性能影响也不同，特别是对光衰的影响尤为突出。这主要是由于铜的导热性能比铁的好很多，铜的导热系数398W（m.k），而铁的导热系数只有50W（m.k）左右，仅为前者的1/8,还有支架的电镀层厚度也密切相关。在选用支架时，还要注意支架的碗杯大小是否与发光芯片以及模粒匹配，其匹配质量的优劣，直接影响白光LED的光学效果，否则容易造成光斑形状不对称、有黄圈，以及黑斑等，直接影响到产品的质量。

　　随着白光LED在照明上的应用，客户需求也不断提高，我们必须不断创新，提升我们的产品性能改善我们的工艺，尽可能满足客户需求。要做出高性能的白光LED产品，物料的挑选和搭配是否最佳直接影响着白光LED衰减和品质，因此，好的物料加上最佳的搭配，再加上雷曼特有的制造工艺的配合是做好白光的技术关键所在。对雷曼人来说我们必须充分发挥自身优势，不断努力，加大研发，开发出更加适合客户要求的产品，为国家的半导体照明节能产业做出贡献。