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高亮度細粒徑熒光粉的封裝應用研究

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：采用自主開發的YH型YAG熒光粉產品與市售進口及國產同類產品的光色指標及粒徑等進行了全面對比分析。在此基礎上，通過封裝測試，對熒光粉的初始光效、老化性能及量產打靶集中度等封裝應用性能進行了系統試驗研究，并結合量產數據對成本控制進行了測算。試驗結果表明，博睿YH系列熒光粉與進口商用粉在初始亮度和長期老化性能相當的情況下；打靶集中度具有明顯的提升，這對于提升封裝生產良率異，進而降低生產成本均具有重要的意義。

　　關鍵詞：LED熒光粉；細粒徑高亮度；封裝；色區集中度；成本

　　一 前言

　　近年來，GaN基白光發光二極管(LED)的發展受到了很大的關注[1]。由于它具有高效節能、綠色環保、體積小和壽命長等優點被譽為繼白熾燈、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在發光效率、使用壽命、亮度等方面都取得了很大的進步。

　　白光LED的制備方法主要是利用藍光LED芯片與YAG熒光粉結合實現(即光轉換法) [3]。因此，研制在藍光（440-470nm）下可被激發且具有高轉換效率、低衰減和優化LED白光封裝集中度的YAG熒光粉有著重要意義，也已成為當前固態照明的研究重點。

　　目前，SMD型封裝產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品用于白光LED的制作，但由此會造成白光封裝顏色集中度下降，打靶幾種率偏低的問題，進而造成封裝廠家存在大量檔外品庫存積壓，增加了生產成本。

　　針對這一問題，博睿光電新近開發出全新的YH系列產品，該系列產品在保持較高光效的同時具有更細的粉體粒徑和更窄的粒徑分布系數，這對于滿足應用廠家對光效和集中度的雙重要求具有非常重要的意義。

　　基于對YH系列熒光粉與市售同類產品的基本性能的對比測試，本文對YH系列熒光粉與市售同類產品的初始光效、熱猝滅性能、光衰性能進行全面的對比。在此基礎上，通過量產封裝測試，進一步對熒光粉的光色集中度進行對比研究，進而為優化白光LED的量產技術提供有益的支撐。

　　二 試驗材料與方法

　　2.1 熒光粉的基本性能對比測試

　　本文研究選用了三種熒光粉進行對比分析和應用性能測試，樣品選擇的原則包括兩個方面：發射波長一致和相對亮度相當。按照這個原則選擇了與博睿自制YH302產品波段和亮度達到相當水平的進口某型號產品和國內某廠家熒光粉產品，分別編號為sample-1、sample-2和sample-3。

　　2.1.1 光效指標對比

　　表1列出了三種熒光粉基本光學性能指標數據，從表中數據可以看出三個熒光粉樣品的主波長、半峰寬及相對亮度等指標均基本相當。

　　表1 熒光粉基本性能指標

　　2.1.2 微觀形貌

　　圖1是這三款熒光粉的掃描電鏡照片，可以反映出三個熒光粉顆粒均呈類球形，分散狀態良好，相比之下，YH302對應的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中同時顯示了這三款熒光粉的粒徑積分分布曲線，對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sample-1的粒徑分布系數為0,688,明顯小于另外兩款熒光粉的數據。表2中羅列出三款熒光粉的粒徑數據。

　　表2 熒光粉的粒徑大小及粒徑分布