立體發(fā)光燈片成為研究熱點(diǎn)，其關(guān)鍵為如何獲得正反面發(fā)光均勻。本文對(duì)立體燈片正面、和反面的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)光通量，色溫和色品坐標(biāo)進(jìn)行研究。

　　通過(guò)先平面涂覆硅膠再涂覆熒光粉膠的方式獲得的樣品（樣品2）正反面光通量相差最小，且色溫，色品坐標(biāo)接近；而直接涂覆熒光粉膠（樣品1）總的光通量最大，但正反面的色溫，色坐標(biāo)和光通量相差很大；先涂覆摻雜擴(kuò)散粉的硅膠再涂覆熒光粉制備的光源，總的光通量最低，且正反面光通量相差大于樣品2。

　　測(cè)試3種樣品的發(fā)光角度，發(fā)現(xiàn)其發(fā)光角度分布相似，而發(fā)光強(qiáng)度與積分球測(cè)試的光通量比值相近。故樣品2制備工藝適合制備立體發(fā)光燈片。

　　引言

　　市場(chǎng)化的LED封裝技術(shù)為正裝芯片通過(guò)絕緣膠或銀膠固定于凹杯中，通過(guò)金線將正負(fù)極連接出來(lái)，然后再其上點(diǎn)上混有熒光粉的硅膠，點(diǎn)亮后即產(chǎn)生白光。

　　該產(chǎn)品的缺點(diǎn)有三個(gè)：

　　1、金線受到硅膠熱脹冷縮易斷；

　　2、受到金線弧度影響混合熒光粉的硅膠形狀難以控制，導(dǎo)致熒光粉分布不均勻；

　　3、芯片生長(zhǎng)于藍(lán)寶石襯底上，芯片厚度約為8μm，而藍(lán)寶石厚度約為150μm，芯片熱量要通過(guò)藍(lán)寶石傳導(dǎo)到支架上，路徑長(zhǎng)且熱阻大，散熱性能差。

　　而倒裝芯片的出現(xiàn)，可有效解決上述問(wèn)題，倒裝芯片的封裝俗稱無(wú)金線封裝，沒(méi)有金線有效解決第一個(gè)和第二個(gè)問(wèn)題，同時(shí)倒裝芯片層直接與基板鍵合，藍(lán)寶石不再作為導(dǎo)熱通道，而作為發(fā)光介質(zhì)，避免了導(dǎo)熱路徑長(zhǎng)，散熱性能差問(wèn)題。

　　倒裝芯片的出現(xiàn)使得平面涂覆技術(shù)可用于LED封裝，平面涂覆技術(shù)一般用于半導(dǎo)體元器件封裝過(guò)程，未見(jiàn)LED封裝過(guò)程采用平面涂覆技術(shù)的報(bào)道。

　　本文研究平面涂覆白陶瓷基板上倒裝芯片封裝，對(duì)其立體發(fā)光的正面、反面光分布進(jìn)行研究，通過(guò)改進(jìn)制備出光色均勻的平面涂覆工藝，獲得最佳制備立體發(fā)光熒光粉涂覆技術(shù)。

　　實(shí)驗(yàn)

　　將倒裝LED芯片通過(guò)固晶機(jī)固定于白陶瓷基板上，陶瓷板的尺寸為5mm×8mm×0.64mm，芯片的尺寸為14mil×30mil，芯片固定后的試樣如圖1所示，膠水和熒光粉的配比為：1.1：1.1：1.28：0.095，標(biāo)注為樣品1，樣品2，樣品3。

　　樣品1為混合熒光粉直接平面涂覆于正面；

　　樣品2為先用硅膠涂覆填充芯片間空隙，烘干后再用混合熒光粉的膠平面涂覆于正面；

　　樣品3為先用混合有擴(kuò)散粉的硅膠涂覆填充芯片間空隙，烘干后再用混合熒光粉的膠平面涂覆于正面，如圖2所示。

　　測(cè)試設(shè)備：采用中為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)（型號(hào)0.3m積分球）對(duì)其正面和反面進(jìn)行光色測(cè)試；采用遠(yuǎn)方分布式光度計(jì)對(duì)其光分布進(jìn)行測(cè)試分析。

圖1：固晶后未涂熒光粉白陶瓷板

圖2：樣品1，樣品2和樣品3的照片

　　分析與討論

　　對(duì)樣品1，樣品2，樣品3的正面和反面都采用中為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法，將樣品點(diǎn)亮，正面或反面靠近積分球上小孔，分別測(cè)試正反面瞬態(tài)光電參數(shù)，測(cè)試的瞬態(tài)色溫，光通量和色品坐標(biāo)如表一所示。

　　從表一可以看出，樣品2正反面的色溫基本相同，反面光通量是正面的13%，總的光通量為166.3lm（@110mA）； 樣品1的光通量最高，但正反面色溫相差最大（682K），且反面光通量只有正面的10%左右；樣品3的色溫基本一致，但光通量最低（125lm），且反面光通量只有正面的10%左右。

　　從圖3可以發(fā)現(xiàn)，只有8個(gè)點(diǎn)落在2670-2850K的CIE圖正常bin區(qū)，只有一個(gè)點(diǎn)（樣品1的反面）落在bin外，說(shuō)明樣品的反面的色坐標(biāo)與正面相差很大，而樣品2和樣品3的正反面的色坐標(biāo)基本相同，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　將光源底端貼覆在散熱器上，驅(qū)動(dòng)電流110mA，點(diǎn)亮30min再測(cè)試器光通量，色溫，色品坐標(biāo)，如表二所示。

　　從表二可以看出，所有樣品的正反面的色溫均上升，說(shuō)明熒光粉的熱淬滅效應(yīng)大于芯片，熱輻射的溫度大于芯片的溫度；光通量均有均有下降，下降幅度為8%-10%左右，由于穩(wěn)態(tài)下，基板溫度高于瞬態(tài)測(cè)試溫度，故其光通量表現(xiàn)為下降。

圖4：穩(wěn)態(tài)測(cè)試樣品正反面落點(diǎn)圖

　　圖4為穩(wěn)態(tài)下，正反面測(cè)試落bin圖， 從圖可以發(fā)現(xiàn)落點(diǎn)更集中，但是樣品1的反面落點(diǎn)仍在bin外，其余的落點(diǎn)都在正常范圍內(nèi)。說(shuō)明穩(wěn)態(tài)測(cè)試樣品正反面仍然滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　采用分布式光度計(jì)測(cè)試所有樣品正反面的發(fā)光角度和強(qiáng)度，如圖5所示。

圖5：所有樣品正反面的C0-180面的發(fā)光角度和強(qiáng)度@30mA

　　從圖5可以發(fā)現(xiàn)所有樣品中樣品1的正面是所有正面發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的，而樣品2反面是所有反面發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的。

　　樣品1和樣品3反面發(fā)光強(qiáng)度基本相同； 所有樣品的發(fā)光角度和形態(tài)相同，說(shuō)明添加硅膠或擴(kuò)散粉并不影響發(fā)光角度。

　　從發(fā)光強(qiáng)度數(shù)值分析，樣品反面是正面發(fā)光強(qiáng)度的10%左右，樣品2的反面發(fā)光強(qiáng)度是正面的15%左右，樣品3的反面發(fā)光強(qiáng)度是正面的9%左右。

　　正反面強(qiáng)度相加發(fā)現(xiàn)，樣品1整體的發(fā)光強(qiáng)度最大，樣品2整體發(fā)光強(qiáng)度是樣品1的80%左右，而樣品3整體發(fā)光強(qiáng)度是樣品1的60%左右。與上述積分球測(cè)試的光通量比例基本相同。

　　結(jié)論

　　采用3種工藝制備立體發(fā)光LED燈片，通過(guò)對(duì)其光通量、色溫、色坐標(biāo)和發(fā)光角度研究發(fā)現(xiàn)：

　　直接正面涂覆熒光粉的工藝制備出的LED立體發(fā)光光源（樣品1）總體光通量最高，但正面反光通量相差近10%，且色溫和色坐標(biāo)相差很大，不適合實(shí)際生產(chǎn)；

　　先涂覆硅膠再涂覆熒光粉工藝制備的產(chǎn)品雖然光通量沒(méi)有樣品1高，但其正反面色溫、色坐標(biāo)和光分布相差很小，適合制備高質(zhì)量LED立體發(fā)光光源；

　　先涂覆摻雜擴(kuò)散粉的硅膠再涂覆熒光粉膠工藝制備的產(chǎn)品雖然正反面色溫、色坐標(biāo)相差不大，但是總體光通量很低只有樣品1的60%，樣品2的75%。