荧光粉的配比 LED封装
高效荧光粉的晶粒状态与LED匹配性六
高效荧光粉的晶粒状态与LED匹配性六实验中根据配胶选用容器的不同,配胶深度也不同,但是一般不超过1cm,假设实验中配胶深度是1cm,根据上述结果,我们可以得到它们从表面沉降到容器底部的沉降时间如表4所列。
表 4 不同粒度的YAG:Ce3+发光粉的沉降时间编号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#时间/s 31.6 340.2 66.0 400.5 51.2 308.5 122.6 289.0 435.5 570.8由表4可见,粒度最大的1#发光粉,在31.6s内就从表层完全沉降到容器底部;而粒度最小的10#发光粉则需要570.8s才能完全沉降下来。
由此可见,封装时并非发光粉粒度越大越好,而需要综合考虑封装性能,工艺方便性等因素。
图 2 YAG:Ce3+发光粉粒度与沉降时间的关系图2为采用以上型号硅胶时,发光粉粒度与沉降时间的关系(配胶深度为1cm),图中显示,粒度较小时,发光粉沉降十分缓慢,随着其粒度的逐渐增大,沉降越来越快,D50为25时,只需要30s就完全沉降下来。
4 结论研究了不同粒径的YAG:Ce3+发光粉对封装后LED光效的影响,结果显示粒度越大,LED的亮度就越高;原因主要有两方面:一是发光粉晶格被破坏的程度不同,二是不同粒度对激发光的散射能力不同。
计算了不同粒度在硅胶中的沉降速度,计算结果显示粒度越大的发光粉沉降速度越快,也就越不利于点胶。
由此可见,封装时并非发光粉粒度越大越好,而需要综合考虑封装性能,工艺方便性等因素,综合以上因素我们认为实际应用的YAG:Ce3+发光粉粒度不宜过粗或过细,而且粒度分布应尽可能的窄。
我们经过大量实验综合分析结论是发光粉体粒径在7~10μm是理想范围。
具体根据生产设备及下游客户需求而定。
参考文献:[1] Kong Li,Gan Shucai,Hong Guangyan,et al. Effects of doping lanthanide Ions in YAG:CeSystem on the spectral properties of Ce3+[J]. Chem. J. Chin. University, 2008,29(4):673-676(in Chinese).[2] Yang Heesun, Kim Yong-Seog. Energy transfer-based spectral properties of Tb-,Pr-,orSm-codoped YAG:Ce nanocrystalline phosphors [J]. J. Lumin. ,2008, 128(10):1570-1576. [3] Liu Xingren. Phosphors for white LED solid state lighting [J]. Chin. J. Lumin. (发光学报),2007, 28(3):291-301(in Chinese).[4] Chen Mingxiang, Luo Xiaobing, Ma Zetao. Advanced in packaging design and research onhigh-power white LED [J]. Semiconductor Optoelectronics (半导体光电), 2006, 27(6):984-988 (in Chinese).[5] Cheng Qian. Thermal management of high-powder white LED package [J].Electronics Process Tehnology (电子工艺技术), 2007,028(6):311-315(in Chinese).[6] 胡玥,熊林.白光LED荧光粉层涂敷的研究[J]. 实验科学与技术, 2006,12:54.[7] 刘霁,李万万,孙康.白光LED及其涂敷用荧光粉的研究进展[J].材料导报,2007,21(8):116-119.[8] Gautam Gundiah, Y. Shimomura, N. Kijima, et al. Novel red phosphor based on vanadategarnets for solid state lighting application[J]. Chemical physica Letters, 2008,45(4-6):279-283.[9] 徐修东,许贵真,吴占超,等.白色发光二极管用荧光粉研究进展(Ⅱ)[J]. 中山大学学报(自然科学版),2007,46(6):125-129.[10] Qian Yuanke, Hu fei, Wu Huiying, et al. Packaging technique of high-powder white LED [J].Seminconductor Optolectronics(半导体光电), 2005,26(2) : 118 - 120 (in Chinese).[11] Su Da, Wang Deminao. Technical research on heat-release package of high powder LED [J].China Illminating Engineering Journal (照明工程学报), 2007, 18(2):69-72(in Chinese). [12] Xu Xurong, Su Mianzeng. The Luminescence and the Luminescent Material [M].Beijing:Chemical Indystry Press, 2004,321-330(in Chinese).[13] Huang Xian, Wang Jian, Wu Qing, et al. The luminescent enhancement due to chargecompensate effects in YAG:Ce phosphor used for white-light-emitting-diodes [J]. Chin. J.Limin. (发光学报), 2007, 28 (6): 869 – 874(in Chinese).。
led封装材料配方
led封装材料配方LED封装材料配方LED(Light-Emitting Diode)是一种半导体器件,广泛应用于照明、显示、通信等领域。
LED封装材料配方决定了LED的性能和品质,是LED制造过程中的关键环节之一。
本文将介绍LED封装材料配方的组成和作用。
一、封装材料的基本组成LED封装材料主要由以下几种基本组分组成:1.1 荧光粉荧光粉是LED封装材料中最重要的组分之一,其作用是将蓝光转化为其他颜色的光。
常用的荧光粉有氮化镓荧光粉、硅酸盐荧光粉等。
荧光粉的选择和配比直接影响到LED的发光效果和颜色品质。
1.2 封装胶封装胶主要用于固定LED芯片和连接芯片与散热基板,保护LED芯片不受外界物理和化学环境的影响。
常用的封装胶有环氧树脂、硅胶等。
封装胶的选择要考虑到其耐热性、耐候性和透光性等因素。
1.3 导热胶导热胶用于提高LED封装材料的散热性能,避免LED发光时温度过高而影响其寿命和稳定性。
常用的导热胶有硅胶、聚酰亚胺等。
导热胶的选择要考虑到其导热性能和黏结强度等因素。
1.4 金线金线是用于连接LED芯片与封装基板的导电材料,其作用是传递电流和信号。
常用的金线有金、铝等。
金线的选择要考虑到其导电性能和可焊性等因素。
二、封装材料的配方原则2.1 适宜的荧光粉配比荧光粉配比的合理性直接影响到LED的发光效果和颜色品质。
在配方过程中,需要根据所需的发光颜色和亮度来确定荧光粉的种类和配比,以实现最佳的发光效果。
2.2 导热胶和封装胶的配比导热胶和封装胶的配比要考虑到散热性能和黏结强度的平衡。
过多的导热胶可能会影响封装胶的黏结强度,而过少的导热胶会影响LED的散热性能。
因此,需要在配方过程中进行合理的比例控制。
2.3 金线的选择和使用金线的选择要考虑到其导电性能和可焊性。
对于高功率LED,需要选择导电性能较好的金线,并采取适当的焊接工艺,以保证电流传输的稳定性和可靠性。
三、封装材料的性能要求3.1 光学性能封装材料的光学性能包括透光性、反射率和发光效率等。
荧光粉的配比LED封装
浅谈LED荧光粉配胶程序荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用;使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片,可获得高亮度白光LED;若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片,可以直接获得绿光;若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片,可以获得冷色调白光;绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光;白光LED的显色指数CRI与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关色温等有关,其中最重要的是YAG粉,不同色温区的LED,用的粉及蓝光芯片不一样;目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K色温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红成分的不足,达到提高显色指数的目的,在保持的芯片及粉不变的条件下,色温越高显色指数越高;在生产中总结出来的经验来看,蓝光与YAG的最佳匹配关系如下:YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm530±5 450-455540±5 455-460550±5 460-465555±5 465-470这样做出的白光比较白,一般芯片厂家提供的都是主波长,峰值波长要用专门仪器测试,测出来的值一般都比主波长短5nm左右;荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线,确定了荧光粉与芯片波长;只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置;常见的LED晶粒如下:材料波长材料波长InGaN 475-485nm InGaN 525nmInGaN 465-475nm InGaN 505nmInGaN 455-465nm InGaN 515nmInGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nmInGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nmInGaAlP 600-610nm GaP 700nmInGaAlP 592-600nm GaP 570-575nmInGaAlP 580-593nm GaP 565-570nmInGaAlP 567-577nm GaP 550-565nmInGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉;若不添加有机类荧光粉之情况,YAG荧光粉和AB胶之比例一般为1:6 ~ 10重量比;至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量,必须视蓝色芯片的功率大小做调整;芯片功率大者,在荧光粉数量固定不变下,AB胶数量应较为少例如1:6;反之,功率小者AB胶数量应较为多例如:1:10;LED荧光粉配胶程序是LED工艺中,相当基础的一环,我们来看看是怎么做的;准备工作:1、开启并检查所有的LED生产使用设备烤箱、精密电子称、真空箱2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯;3、准备所需的量产规格书或相应的联络单,及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内;开始配胶:1、配胶顺序说明:增亮剂+A胶按比例混合可以按订单一次性配好,最后再加入荧光粉+ B胶按比例混合物体须搅拌均匀;在后再抽真空;2、根据量产规格书或工程通知单中荧光粉配比和生产数量,计算出各种物料所需的重量;3、调整精密电子称四个底座使电子称呈水准状态;4、将干净的小烧杯放置于精密的电子磅秤上, 归零后,根据量产规格书中荧光粉的配比,分别称取所需重量的荧光粉和A、B胶;5、将配好的荧光粉手动搅拌20分钟至30分钟不等,直到荧光粉分布均匀为止;6、把配好的荧光胶抽真空至看不见气泡的状态,取出后,放在室温下用干净的玻璃盖上使用,使用前需按同一方向缓慢搅拌2分钟到3分钟,搅拌速度每转2秒至3秒;。
荧光粉在白光LED封装中的应用研究
1.4 三种主要体系LED荧光粉的性能对比
铝酸盐、硅酸盐和氮化物荧光粉的优、缺点,对比如下:
对比项目 量子效率 激发范围 发射范围 半峰宽 颗粒度 高湿稳定性 高温稳定性 工艺操作 应用范围 综合评价 铝酸盐 高 430~470nm 515~565nm 60~80nm 适中 好 好 容易 最广 好 硅酸盐 较高 380~470nm 500~600nm 100~120nm 相对较大 一般 一般 有难度 一般 一般 氮化物 一般 350~470nm 整个可见光范围 80~90nm 适中 好 优良 较易 暖白、高显色、增大色域 好
LED封装之荧光粉膜
荧光粉膜层制作 (重复该部分制 多层膜)
• 脱模成型 • 切割
覆膜封装
• 点胶 • 旋胶 • 固化
荧光粉膜 制成
• 芯片固晶 • 焊线 • 点胶 • 放膜 • 固化
6
制成样品结构
7
直接涂覆VS覆膜热隔离
封装前蓝光LED发光效率 发光效率 封装前蓝光 封装后白光LED发光效率 发光效率 封装后白光
LED封装 LED封装 之荧光粉膜
By 刘凇源(07306025) 指导:蚁泽纯师兄 张佰君老师 2011年4-5月
• • • •
LED介绍及应用 设计思路 制作流程 测试
• • 直接涂覆与覆膜热隔离 多层荧光粉膜
• 结论
2
LED简介
光色 纯
发光 效率 高
发光 响应 快
应用 灵活
无污 染
3
4
设计思路
LED LED的应用 发光效率 色温 显色指数
直接涂覆 荧光粉膜 封装方式 覆膜热隔离
蓝光LED+ YAG荧光粉膜
蓝光LED+ 荧光粉膜 构成 YAG荧光粉膜+ 红色荧光粉膜 蓝光LED+ 红色荧光粉膜+ YAG荧光粉膜 5
荧光粉膜覆膜封装流程
• 混合 • 搅拌 • 抽真空
荧光粉和硅胶 按一定比例调配
8
直接涂覆VS覆膜热隔离
9
பைடு நூலகம்
多层荧光粉膜覆膜热隔离 封装对比
10
结论
成果 改进 展望
• 荧光粉膜层制作方法 • 覆膜热隔离封装方式 • 蓝光LED+YAG荧光粉膜层+红色荧光粉膜层
• 荧光粉与硅胶配比比例 • YAG荧光粉膜层与红色荧光粉膜层比例 • 显色指数提高程度较小
高效荧光粉的晶粒状态与LED匹配性三
高效荧光粉的晶粒状态与LED匹配性三封装结果显示,不论YAG:Ce3+制备方法如何,LED的光效与粒度变化是一致的,即随着YAG:Ce3+发光粉粒度的降低,封装后LED的光效也随之降低。
如表中数据显示,①采用直接还原法制备的YAG:Ce3+,当D50从25.68μm降到9.11μm 时,发光粉封装后光效也从127.58lm·W-1下降到了111.45lm·W-1,降低了16.13lm·W-1;②采用二次还原法制备的YAG:Ce3+,当D50从21.31μm降到8.52μm 时,发光粉封装后光效也从125.71lm·W-1下降到了114.57lm·W-1,降低了11.14lm·W-1;③采用高H2低N2还原法制备的YAG:Ce3+,当D50从23.88μm降到8.71μm时,发光粉封装后光效也从124.74lm·W-1下降到了109.52lm·W-1,降低了15.22lm·W-1;④采用多元素共掺低H2高N2还原法制备的YAG:Ce3+,当D50从18.21μm降到10.88μm时,发光粉封装后光效也从121.92lm·W-1下降到了103.35lm·W-1,降低了18.57lm·W-1;⑤采用共沉淀-固相反应法以及喷雾法制备的YAG:Ce3+,当D50从9.05μm降到3.28μm时,发光粉封装后光效也从125.51lm·W-1下降到了117.46lm·W-1,降低了8.05lm·W-1。
由上述结果可见,粒度的大小对发光粉封装后光效的影响是非常明显的,粒度越大则光效越高,粒度降低则光效也随之降低。
同时粉体粒度的大小也直接影响着发光粉封装前的相对亮度,这与粒度影响粉体封装后的光效是一致的。
同时实验结果也说明,粒度分布窄的粉体对封装是有利的,如1#和2#为直接还原法制备的粉体与9#和10#采用共沉淀-固相反应法以及喷雾法制备的粉体相比较,如果按之前规律可以推断9#和10#粉体的相对亮度以及封装后光效应该比1#和2#的粉体要低很多,但实验结果却是两组实验粉体的相对亮度和封装后光效相近,那是由于9#和10#粉体粒度虽然很小但分布很窄,所以不会大幅度降低,这说明此方法合成的粉体状态是最佳的,但此法操作复杂,产量也很少,只能用于实验研究,还不能应用于批量生产。
白光LED的制作方法-蓝光LED加荧光粉
白光发光二极管的制作方法(二)——蓝光LED加荧光粉最简单的白光LED是在蓝光LED上加黄色荧光粉得到的,又称其为1-PCLED(Phosphor Converted LED),其基本构造如图1所示。
因为这种LED采用了环氧树脂封装,所以光易于放出,所用荧光粉主要成分是YAG:Ce,其化学组成是(Y1-a Gd a)3(Al1-b Ga b)O12:Ce3+,Gd(Gadolinum,钆)可以改变Ce3+晶体电场,使光的波长增加而发黄光,图2(a)是465nm蓝光LED在室温20mA时的电致发光(EL:Electroluminescence)光谱,图2(b)是蓝光LED激发YAG:Ce荧光粉所产生的光谱,产生555nm黄光,此黄光与蓝光混合而成白光。
图3是不同含量YAG:Ce荧光粉在色度图中的位置,图中并有蓝光LED与不同含量荧光粉所产生白光在图中的位置。
R.Mueller-Mach等人用理论计算出,当LED与荧光粉发光功率不同比例时,460nm蓝光LED加YAG:Ce荧光粉所产生白光的色温CCT值、演色性R a值及发光效率列在图4的插表中,图4是其光谱图。
当色温大于5000K时,R a>80。
图5(a)是同一成分P7193荧光粉所产生白光的CCT分布图及其R a值,图5(b)则是同一波长蓝光LED但成分不同的YAG荧光粉所产生白光的CCT分布图及其R a值,由图可知,R a的值均在60~80范围的值,似乎不太理想。
{{分页}}R.Mueller-Mach等人又用理论计算出,pn结温度对1-pcLED的影响,其结果如图6 (a)所示,图6 (b)是实验结果,两者颇为相近,由图可见,温度上升时,色温及R a值均上升。
M.R.Kramas等人发现,如果将荧光粉随意放在LED芯片上,如图7(a)所示发光均匀性不佳,所以改变方式如图7(b)所示,将荧光粉均匀地涂在LED表面上,图7(c)则比较两者的CCT及R a值,发现用图7(b)方法者其CCT值变动甚少。
荧光粉配比对大功率白光LED发光特性的影响
荧光粉配比对大功率白光LED发光特性的影响摘要:随着国内外白光LED用荧光粉的研究进展,利用黄色、红色和黄绿色3种荧光粉混合的方法制备了一系列大功率平面发光LED光源,深入研究了黄色、红色和黄绿色3种荧光粉分别对大功率白光LED光源的发光效率、显色指数以及色温的影响规律。
关键词:荧光粉配比;发光特性;白光LED白光LED是一种新型固体光源,与白炽灯和荧光灯等光源相比,具有低能耗、长寿命、体积小、响应快、无污染等优点,被称为继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯后的第4代绿色光源,受到极大关注。
1 慨况随着其性价比的不断提高,白光LED在众多照明领、域,尤其是家用照明领域中展现了广阔的应用前景。
1997年日亚(Nichia)公司生产出第一支商用白光二极管(LightEmittingDiode,LED)以来,白光LED的研究得到蓬勃发展。
白光LED相对于传统照明技术具有低能耗、发光效率高、无污染、寿命长等优点,使LED在照明领域取代白炽灯和荧光灯成为可能。
根据预测,美国55%的白炽灯及55%的日光灯被LED取代,每年节省350亿美元电费,每年减少7.55亿吨二氧化碳排放量。
可见白光LED在民用照明方面的前途无可估量,势必逐步替代荧光灯、白炽灯成为下一代绿色照明光源。
2 实验采用平面发光的COB(Chip on board)封装方式获得大功率白光LED,芯片采用0.5 W的三安蓝光芯片,其发射波长为456 nm,每个LED光源包含6颗串联的LED芯片,黄色、红色和黄绿色荧光粉分别采用YAG黄色荧光粉、氮氧化物红色荧光粉和LuAG黄绿色荧光粉。
每组实验中只改变其中一种荧光粉的含量而固定胶水量和另外两种荧光粉含量,并且使每个COB光源具有相同的点胶量。
目前市场上一般采用的黄色、红色和黄绿色3种荧光粉和胶水的配比为黄色∶红色∶黄绿色∶胶水=0.28∶0.04∶0.048∶1,文章在此基础上对荧光粉配比进行重新设计,每种荧光粉按质量的-20%、-10%、0、10%、20%分别进行单独增减,测试条件为直流恒流30 mA,在相同的荧光粉配比条件下,选取5个样品数据取其平均值进行对比。
白光LED荧光粉的制备和发光性能研究
白光LED用Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+)荧光粉的制备和发光性能研究白光发光二极管(light emitting diodes,LED)因其节能环保等显著优势,被广泛誉为第四代照明光源。
白光LED的实现是将荧光粉涂覆在LED芯片上,利用LED芯片发出的较短波长的光,激发荧光粉发出较长波长的可见光。
荧光粉性能的好坏直接影响LED的使用,因而寻求新型荧光粉是一种重要的工作。
本文用高温固相法制备了Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+)。
Na3MgZr(PO4)3:0.02Dy3+的色坐标为(0.403,0.416),分布在白光区域,Na3MgZr(PO4)3:0.01Eu3+的色坐标为(0.648,0.352),Na3MgZr(PO4)3:0.01Sm3+的色坐标为(0.610,0.389),分布在红光区域。
对样品进行了XRD测试,并对其发光性能(激发,发射光谱等)做了分析研究,结果表明,以Na3MgZr(PO4)3为基质的荧光粉具有应用于W-LED的潜力。
关键词:发光二级管,Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+),固相法第一章绪论1.1 LED的历史和现状发光二极管LED(Light Emitting Diode)被称为第四代照明光源,自发明以来,因其发光效率高、体积小、寿命长、节能、环保、高亮度、低功耗等优点,具有广阔的市场与潜在照明应用前景而受到广泛关注。
近年来,关于LED方面的研究是科学研究的热门方向。
1907年Henry Joseph Round 第一次利用SiC(碳化硅)观察到电致发光现象;二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德国利用用从锌硫化物与铜中提炼的黄磷发光;在1936年,George Destiau出版了一个关于ZnS粉末发射光的报告;20世纪50年代,英国科学家在电致发光的实验中使用半导体GaAs(砷化镓)发明第一个具有现代意义的LED。
led荧光粉配比
荧光粉配比
绿色+黄色+蓝色的led芯片=高亮度的白色光
绿色+蓝色的led芯片=绿光
绿色+红色+蓝色LED芯片=白色光
混合得到的白光的显色指数CRI与蓝色光芯片以及YAG荧光粉、相关色温有关
其中YAG的影响最大,不同色温区LED使用的YAG荧光粉和芯片不一样。
目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K色温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红光成分的不足,提高显色指数,保持芯片和粉不变,色温越高显色指数越高
所的出来的一般都是白光。
荧光粉比例对白光LED特性的影响
粉按一定 比例 混合 后加 入硅 胶 中均 匀搅 拌 ,然后 放 入 B W-
Z 7 K77真空机 中抽真空 , 至荧光粉 与硅胶 的混合物 中尢气 直 泡为止 , 再用 S HOT MAS R 3 0自动点 胶 机将 已抽 真卒 TE 0 的荧 光粉 硅 胶 混 合 物 点 到 L D 芯 片 E,点 胶 量 为 0 0 3 E . 0 mL ,最 后烘 烤成 型 。 样品制成后 , 用浙 大三 色的 L D光 电色热 测 试系统 在 E
第3 卷 , 1 期 1 第 o
2011年 10月
光 谱
学
与
光ห้องสมุดไป่ตู้
谱
分
析
V 1 1N .0p28—63 o 3 , o1,p6028 .
Oc o e ,2 1 tb r 0 1
S e t o c p n p c r lAn l ss p cr s o y a d S e t a a y i
荧 光 粉 比例 对 白光 L D 特 性 的 影 响 E
郭伟玲 , 崔德胜 , 崔碧峰 ,闫薇薇 , 莹 刘
北京工业大学,光电 子技术省部共建教育部重点实验室 , 北京 10 2 0 14
摘
要
用黄色和橙色硅酸盐荧光粉制 备了白光 L D,调整黄粉 和橙 粉的 比例得到 不同的色温 。 E 对样 品进
0 0 2 . 0
2 结果 与讨论
OO 20 . O
2 1 光 学 特 性 .
O O l5 .0
色温是指 当光 源所 发射的光的颜色与黑体在某 一温度下
辐射 的颜色相 同时 ,黑 体 的这个 温 度 就称 为 光源 的颜 色 温
度, 简称 色温 。 色温 可以分为三组 :暖色 ( 330K) < 0 ,中间 色( 0  ̄53 0K) 冷 色( 53 0K) 33 0 0 , > 0 。一般 色温高表示 蓝 绿光 的组分多 , 色温低表示橙黄 光的组分 多_ 1 。图 1是 C E I
LED灯丝中荧光粉的配比研究
LED灯丝中荧光粉的配比研究作者:杨文李霞来源:《新材料产业》2021年第01期1 引言140多年前,美国著名科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison)发明了人类史上最早的电光源——白炽灯,将世界引入了人工照明时代[1]。
如今,全球气候变暖趋势严峻,土地沙漠化也越来越严重,低效率的白炽灯意味着需要消耗更多的能源资源,也意味着更多的二氧化碳被排放到大气中。
随着人们逐渐对节能环保提高重视,低耗能的产品越来越受到大家的欢迎,节能、环保、高光效、长寿命的发光二极管(LED)产品受到了广大消费者的热烈追捧,同时国家的大力推广,使得LED渐渐成为未来主流的照明光源,会更广泛应用于商业照明、家居照明、工业照明、户外照明等领域。
目前,市场上主流的LED照明光源,有插件LED、贴片LED、集成大功率板上芯片封装(COB)等种类,因为照明光源需要有一定的光强,并且光线的均匀性也要好,所以LED照明光源通常都需要安装一个用来反射或折射的光学器件,额外的光学器件不仅影响照明效果,还阻碍部分光线的吸收,降低LED照明光源的能效,如不加这些光学器件,光线就只能平面射出[2]。
LED灯丝就突破了这一限制,它由数个微型LED芯片通过串联的方式封装在LED灯丝支架上,采用回流焊技術。
这种封装方式,可以达到360°全周角度发光,不用额外增加实现反射或折射效果的光学器件,避免了因折射或反射导致的光损,满足人们全周发光的需求,增强了人们的照明体验,达到照明和节能的均衡[3]。
2 LED灯丝局限性近几年,LED灯丝产品在照明市场上一直处于风口浪尖,其在2013年崭露头角的时候,当时存在着很大的争议,很多人认为LED灯丝存在散热不良、功率不高、性能不稳定等问题,甚至说“LED灯丝是走回头路”,国内市场前景不甚明朗,很多业内人士并不太看好LED 灯丝,在自主研发的过程中也走了不少崎岖的路。
LED封装之荧光粉膜
LED封装 LED封装 之荧光粉膜
By 刘凇源(07306025) 指导:蚁泽纯师兄 张佰君老师 2011年4-5月
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LED介绍及应用 设计思路 制作流程 测试
• • 直接涂覆与覆膜热隔离 多层荧光粉膜
• 结论
2
LED简介
光色 纯
发光 效率 高
发光 响应 快
应用 灵活
无污 染
3
4
设计思路
LED LED的应用 发光效率 色温 显色指数
直接涂覆 荧光粉膜 封装方式 覆膜热隔离
蓝光LED+ YAG荧光粉膜
蓝光LED+ 荧光粉膜 构成 YAG荧光粉膜+ 红色荧光粉膜 蓝光LED+ 红色荧光粉膜+ YAG荧光粉膜 5
荧光粉膜覆膜封装流程
• 混合 • 搅拌 • 抽真空
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浅谈LED荧光粉配胶程序
荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用。
使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片,可获得高亮度白光LED;若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片,可以直接获得绿光;若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片,可以获得冷色调白光;绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光。
白光LED的显色指数(CRI)与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关色温等有关,其中最重要的是YAG粉,不同色温区的LED,用的粉及蓝光芯片不一样。
目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K色温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红成分的不足,达到提高显色指数的目的,在保持的芯片及粉不变的条件下,色温越高显色指数越高。
在生产中总结出来的经验来看,蓝光与YAG的最佳匹配关系如下:
YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm
530±5 450-455
540±5 455-460
550±5 460-465
555±5 465-470
这样做出的白光比较白,一般芯片厂家提供的都是主波长,峰值波长要用专门仪器测试,测出来的值一般都比主波长短5nm左右。
荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线,确定了荧光粉与芯片波长。
只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置。
常见的LED晶粒如下:
材料波长材料波长
InGaN 475-485nm InGaN 525nm
InGaN 465-475nm InGaN 505nm
InGaN 455-465nm InGaN 515nm
InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm
InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm
InGaAlP 600-610nm GaP 700nm
InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm
InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm
InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm
InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm
由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉。
若不添加有机类荧光粉之情况,Y AG荧光粉和AB胶之比例一般为1:6 ~ 10(重量比)。
至于AB胶应为6 ~10g之间的多少数量,必须视蓝色芯片的功率大小做调整。
芯片功率大者,在荧光粉数量固定不变下,AB胶数量应较为少(例如1:6)。
反之,功率小者AB胶数量应较为多(例如:1:10)。
LED荧光粉配胶程序是LED工艺中,相当基础的一环,我们来看看是怎么做的。
准备工作:
1、开启并检查所有的LED生产使用设备(烤箱、精密电子称、真空箱)
2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯。
3、准备所需的量产规格书或相应的联络单,及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内。
开始配胶:
1、配胶顺序说明:增亮剂+A胶按比例混合(可以按订单一次性配好),最后再加入荧光粉+ B胶按比例混合物体(须搅拌均匀)。
在后再抽真空。
2、根据《量产规格书》或工程通知单中荧光粉配比和生产数量,计算出各种物料所需的重量。
3、调整精密电子称四个底座使电子称呈水准状态。
4、将干净的小烧杯放置于精密的电子磅秤上,归零后,根据量产规格书中荧光粉的配比,分别称取所需重量的荧光粉和A、B胶。
5、将配好的荧光粉手动搅拌20分钟至30分钟不等,直到荧光粉分佈均匀为止。
6、把配好的荧光胶抽真空至看不见气泡的状态,取出后,放在室温下用干净的玻璃盖上使用,使用前需按同一方向缓慢搅拌2分钟到3分钟,搅拌速度每转2秒至3秒。