1. 引言

白(bai)光LED（WLED）是新(xin)一代(dai)固態(tai)綠色光源，具(ju)有節能(neng)環保、小體積、高光效、性(xing)能(neng)穩定(ding)等諸多優點。

目前WLED以(yi)PC/MC方式實(shi)現(xian)白光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)路徑(jing)有(you)三條：1）藍光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)LED芯(xin)片(pian)+黃色(se)(se)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)；2）紫光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)LED芯(xin)片(pian)+紅(hong)+綠(lv)+藍三基(ji)色(se)(se)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)；3）藍光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)LED芯(xin)片(pian)+綠(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)LED芯(xin)片(pian)+紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)LED芯(xin)片(pian)。實(shi)現(xian)白光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三種(zhong)途徑(jing)中(zhong)，目前已經(jing)實(shi)現(xian)產(chan)業化(hua)、最(zui)經(jing)濟實(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)途徑(jing)是藍光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)LED芯(xin)片(pian)涂覆(fu)黃色(se)(se)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)，使用該途徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)WLED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)效高(gao)達250lm/W。隨(sui)著(zhu)照明(ming)終端產(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)市場(chang)競爭越(yue)(yue)來越(yue)(yue)激烈(lie)以(yi)及照明(ming)燈具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)散熱(re)(re)(re)環(huan)境(jing)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)差，LED光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)要(yao)具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)才能滿(man)足市場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)。LED光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)通常(chang)采用光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)冷熱(re)(re)(re)比(bi)表(biao)征。WLED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)冷熱(re)(re)(re)比(bi)，即LED光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)高(gao)溫時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)參數（光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)通量(liang)(liang)）與(yu)常(chang)溫時(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)參數（光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)通量(liang)(liang)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值，采用此指標(biao)可以(yi)驗證LED光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)熱(re)(re)(re)穩定性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優劣。

在WLED光(guang)(guang)(guang)源中(zhong)，熒光(guang)(guang)(guang)粉(fen)對(dui)白光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)實現起到至關(guan)(guan)重(zhong)要的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。熒光(guang)(guang)(guang)粉(fen)一般為無機發光(guang)(guang)(guang)材(cai)料，具有(you)(you)有(you)(you)序(xu)排列的(de)(de)(de)晶體(ti)(ti)結(jie)構，其物化性(xing)能的(de)(de)(de)穩定性(xing)與(yu)(yu)以下(xia)因素有(you)(you)關(guan)(guan)：材(cai)質(zhi)體(ti)(ti)系(xi)(xi)、離散系(xi)(xi)數、粉(fen)膠相(xiang)(xiang)容(rong)(rong)度、粉(fen)體(ti)(ti)形(xing)貌(mao)。WLED光(guang)(guang)(guang)輸出冷熱(re)(re)比的(de)(de)(de)影響因素與(yu)(yu)WLED器(qi)件(jian)材(cai)料有(you)(you)關(guan)(guan)，熒光(guang)(guang)(guang)材(cai)料是前述器(qi)件(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)關(guan)(guan)鍵材(cai)料。熒光(guang)(guang)(guang)粉(fen)的(de)(de)(de)物理特性(xing)（材(cai)質(zhi)體(ti)(ti)系(xi)(xi)、離散系(xi)(xi)數、粉(fen)膠相(xiang)(xiang)容(rong)(rong)度、粉(fen)體(ti)(ti)形(xing)貌(mao)）對(dui)WLED光(guang)(guang)(guang)輸出冷熱(re)(re)比影響的(de)(de)(de)研究未(wei)有(you)(you)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)報(bao)道(dao)，同(tong)時(shi)解決LED光(guang)(guang)(guang)源熱(re)(re)的(de)(de)(de)特性(xing)的(de)(de)(de)問(wen)題也顯得(de)至關(guan)(guan)重(zhong)要，因此探討熒光(guang)(guang)(guang)粉(fen)物理特性(xing)與(yu)(yu)WLED光(guang)(guang)(guang)輸出冷熱(re)(re)比的(de)(de)(de)關(guan)(guan)系(xi)(xi)具有(you)(you)實用(yong)意義，同(tong)時(shi)對(dui)后續產品設計具有(you)(you)一定的(de)(de)(de)指導作(zuo)用(yong)。

2. 實驗部分

本(ben)文(wen)采(cai)用(yong)(yong)SMD 2835的(de)(de)(de)封(feng)裝形式(shi)，藍光(guang)(guang)(guang)(guang)芯片，發(fa)射波段在450-455nm，每(mei)個(ge)LED光(guang)(guang)(guang)(guang)源有3顆(ke)串聯的(de)(de)(de)LED芯片，熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)粉方(fang)案由YAG黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)材料、氮化物紅色(se)(se)(se)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)材料和(he)(he)(he)Ga-YAG/LuAG黃(huang)(huang)綠(lv)色(se)(se)(se)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)材料構成。每(mei)組(zu)實(shi)驗(yan)只改變黃(huang)(huang)綠(lv)粉的(de)(de)(de)類型而固(gu)定膠(jiao)水用(yong)(yong)量(liang)(liang)和(he)(he)(he)另外兩種(zhong)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)粉含量(liang)(liang)，并且每(mei)個(ge)LED光(guang)(guang)(guang)(guang)源具(ju)有相同的(de)(de)(de)點膠(jiao)量(liang)(liang)。黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)、紅色(se)(se)(se)和(he)(he)(he)黃(huang)(huang)綠(lv)色(se)(se)(se)3種(zhong)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)粉和(he)(he)(he)膠(jiao)水的(de)(de)(de)配(pei)比(bi)為黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)∶紅色(se)(se)(se)∶黃(huang)(huang)綠(lv)色(se)(se)(se)∶膠(jiao)水=0.50∶0.15∶1.5∶1，選取5個(ge)相同熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)粉配(pei)比(bi)的(de)(de)(de)樣品進行測(ce)(ce)(ce)試，測(ce)(ce)(ce)試條(tiao)件為脈沖電(dian)流100 mA，測(ce)(ce)(ce)試溫度點為25℃，50℃，75℃，85℃，95℃，105℃，取光(guang)(guang)(guang)(guang)通量(liang)(liang)的(de)(de)(de)平(ping)均值。粉體參(can)數測(ce)(ce)(ce)試設備(bei)(bei)：粒徑(jing)采(cai)用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)粒度分析儀測(ce)(ce)(ce)試，熱淬滅(mie)性能、激(ji)發(fa)發(fa)射光(guang)(guang)(guang)(guang)譜采(cai)用(yong)(yong)Fluoromax-4測(ce)(ce)(ce)試；顆(ke)粒SEM形貌(mao)采(cai)用(yong)(yong)掃描(miao)電(dian)子(zi)顯微鏡測(ce)(ce)(ce)試；封(feng)裝設備(bei)(bei)：ASM固(gu)晶機(ji)(ji)，ASM焊線機(ji)(ji)，真(zhen)空脫泡(pao)機(ji)(ji)，武藏點膠(jiao)機(ji)(ji)。封(feng)裝成品光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)參(can)數測(ce)(ce)(ce)試設備(bei)(bei)：遠(yuan)方(fang)積分球測(ce)(ce)(ce)試儀。

3. 結果與討論

熒光(guang)粉(fen)一般為(wei)(wei)無(wu)機(ji)材料，根據(ju)其基質分類，常用的(de)體(ti)系有鋁(lv)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、氮(dan)化(hua)物(wu)/氮(dan)氧化(hua)物(wu)、硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、氟(fu)化(hua)物(wu)等。圖(tu)1.1為(wei)(wei)不同體(ti)系熒光(guang)粉(fen)的(de)熱(re)淬滅(mie)性(xing)能，可以看出(chu)幾種體(ti)系的(de)粉(fen)體(ti)中鋁(lv)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)最好，氟(fu)化(hua)物(wu)和硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)較差(cha)(cha)，氮(dan)化(hua)物(wu)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)比鋁(lv)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)差(cha)(cha)但優(you)于(yu)氟(fu)化(hua)物(wu)和硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)。

? 圖1.1 不(bu)同體系(xi)熒光(guang)粉的(de)熱淬滅性能

因此本文以鋁(lv)酸(suan)鹽(yan)體(ti)系作為(wei)研究對象。鋁(lv)酸(suan)鹽(yan)體(ti)系的(de)(de)典型代(dai)表(biao)為(wei)YAG，其化(hua)學式為(wei)Y3Al5O12:Ce，晶(jing)體(ti)結構(gou)屬于立方晶(jing)系，晶(jing)格常數為(wei)1.2002nm，YAG的(de)(de)晶(jing)體(ti)結構(gou)如圖(tu)1.2所示。從晶(jing)體(ti)結構(gou)可以看出(chu)，在Y、Al和O組成的(de)(de)空間中存在三種多(duo)面(mian)體(ti)，分(fen)別為(wei)：十二面(mian)體(ti)（圖(tu)1.2a）、八(ba)(ba)面(mian)體(ti)（圖(tu)1.2b）、四面(mian)體(ti)（圖(tu)1.2c），其中氧原子(zi)的(de)(de)配(pei)位(wei)數分(fen)別為(wei)（Y33+）八(ba)(ba)配(pei)位(wei)、(Al23+)六配(pei)位(wei)、（Al33+）四配(pei)位(wei)。

? 圖1.2YAG的晶體結構示意圖

3.1 熒(ying)光粉的材質對WLED光輸出冷熱比的影響(xiang)

本實驗采用Ga-YAG和LuAG黃綠粉為研究對象，Ga-YAG和LuAG同屬釔鋁石榴石的晶體結構如圖1.1，釔鋁石榴石的化學通式為：
(RE1-rSmr)3(Al1-sGas)O12:Ce（1）式（1）中，RE=La，Lu，Y，Gd，Sc，0≤r<1，0≤s≤1。一(yi)般而言(yan)Ga-YAG與(yu)LuAG同(tong)屬于立(li)方晶(jing)系，只是其晶(jing)胞參數存在差異，Ga-YAG是Ga3+對(dui)Al3+的(de)部(bu)分取(qu)代(dai)，而LuAG是Lu3+對(dui)Y3+的(de)完(wan)全(quan)取(qu)代(dai)，其離子半徑分別為：rGa3+（八(ba)配位(wei)(wei)）=0.69  ?，rY3+（八(ba)配位(wei)(wei)）=1.04 ?，rAl3+（六配位(wei)(wei)）=0.62 ?，rLu3+（六配位(wei)(wei)）=1.001 ?[4]。結合離子半徑的(de)匹配度，理論上完(wan)全(quan)取(qu)代(dai)比(bi)部(bu)分取(qu)代(dai)所形成的(de)晶(jing)體結構的(de)熱穩定性(xing)會更好。就(jiu)材(cai)料(liao)角(jiao)度而言(yan)，材(cai)料(liao)本身的(de)熱穩定性(xing)可以通過熱淬(cui)滅性(xing)能進(jin)行(xing)表征。

如(ru)圖(tu)1.3所示(shi)為GRF-G和GRF-L之間的(de)(de)粉體(ti)熱淬(cui)滅(mie)(mie)性能的(de)(de)關系(xi)，可以看出(chu)，隨著溫度的(de)(de)上升粉體(ti)的(de)(de)亮(liang)度衰減呈現出(chu)下降趨勢(shi)，其中GRF-L的(de)(de)熱淬(cui)滅(mie)(mie)性能優于GRF-G的(de)(de)熱淬(cui)滅(mie)(mie)性能。

? 圖1.3 GRF-G和GRF-L的熱淬(cui)滅性能(neng)

實驗(yan)中Ga-YAG和(he)LuAG分別為GRF-G和(he)GRF-L，其電鏡下的形貌如圖1.4，可以(yi)得出GRF-G和(he)GRF-L的顆(ke)粒形貌近似圓(yuan)球狀(zhuang)，其表面光滑。

? 圖1.4左(zuo)圖和(he)右圖分別為GRF-G和(he)GRF-L的(de)SEM形貌(mao)

采(cai)用GRF-G和GRF-L作為黃綠(lv)粉(fen)封裝成2835成品燈珠，成品燈珠的光通量與測試溫度間的變化如圖1.5所(suo)示，可以得出光通量的冷(leng)熱比(bi)(bi)隨著溫度的增加逐(zhu)漸下降，在85℃的WLED光輸出冷(leng)熱比(bi)(bi)GRF-L優于(yu)GRF-G。

? 圖1.5 GRF-G和GRF-L的WLED光輸出冷(leng)熱比

GRF-G和GRF-L的(de)WLED光輸出(chu)冷熱(re)(re)比，GRF-L比GRF-G要好，這與熒光材料(liao)的(de)熱(re)(re)淬滅性能以(yi)及(ji)粉體(ti)本身(shen)的(de)結構有關，因(yin)此不同材質的(de)光轉換材料(liao)（部分取代與完(wan)全(quan)取代）對WLED光輸出(chu)冷熱(re)(re)比存在影響(xiang)。

3.2 熒光粉的離散系數對WLED光輸出(chu)冷熱比(bi)的影響

離散系數指的(de)(de)是熒光粉試樣粒(li)度(du)(du)分布(bu)的(de)(de)相對(dui)寬(kuan)度(du)(du)或不均勻度(du)(du)的(de)(de)度(du)(du)量(liang)。其(qi)定義為(wei)(wei)分布(bu)寬(kuan)度(du)(du)與中(zhong)心粒(li)徑(jing)的(de)(de)比值(zhi)，其(qi)中(zhong)分布(bu)寬(kuan)度(du)(du)為(wei)(wei)邊界粒(li)徑(jing)的(de)(de)一組特(te)征粒(li)徑(jing)的(de)(de)差(cha)值(zhi)，離散系數一般采用如下表達式(shi)：

S=(d90-d10)/d50                 &nbsp;       (2)[5]

式（2）中(zhong)(zhong)S表示(shi)離(li)(li)散系數，d10、d50、d90分(fen)別(bie)(bie)為(wei)粉(fen)(fen)體(ti)的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)累積(ji)分(fen)布中(zhong)(zhong)對(dui)應10%、50%、90%的(de)(de)(de)熒光粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)粒(li)徑，單位(wei)為(wei)um，其(qi)中(zhong)(zhong)d50表示(shi)粉(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)位(wei)粒(li)徑。一般來說，S值越(yue)小(xiao)粉(fen)(fen)體(ti)顆(ke)粒(li)大小(xiao)分(fen)布越(yue)集中(zhong)(zhong)，單位(wei)體(ti)積(ji)內顆(ke)粒(li)表面(mian)的(de)(de)(de)缺陷數目大體(ti)相同(tong)，其(qi)受熱性能(neng)無(wu)差異(yi)化，熱穩定性能(neng)越(yue)好(hao)。本實(shi)驗采用(yong)GRF-S、GRF-M、GRF-B作為(wei)黃綠粉(fen)(fen)，分(fen)別(bie)(bie)與(yu)黃粉(fen)(fen)和紅粉(fen)(fen)搭(da)配到相同(tong)的(de)(de)(de)方案中(zhong)(zhong)進行封(feng)裝，其(qi)中(zhong)(zhong)GRF-S、GRF-M、GRF-B的(de)(de)(de)離(li)(li)散系數S分(fen)別(bie)(bie)為(wei)：0.925，1.125，1.325。圖1.6表示(shi)不同(tong)離(li)(li)散系數的(de)(de)(de)GRF-S、GRF-M、GRF-B的(de)(de)(de)熱淬滅性能(neng)，可(ke)以看出隨(sui)著溫度(du)的(de)(de)(de)升高，其(qi)熒光材料的(de)(de)(de)亮(liang)度(du)不斷(duan)衰減，其(qi)中(zhong)(zhong)GRF-B的(de)(de)(de)衰減幅度(du)最(zui)(zui)大，GRF-M次(ci)之，GRF-S最(zui)(zui)小(xiao)，三者(zhe)中(zhong)(zhong)GRF-S的(de)(de)(de)熱淬滅性能(neng)最(zui)(zui)好(hao)。因此從粉(fen)(fen)體(ti)角度(du)來看，離(li)(li)散系數小(xiao)的(de)(de)(de)其(qi)熱淬滅性能(neng)較好(hao)，與(yu)前述(shu)分(fen)析結(jie)論一致。

? 圖1.6GRF-S、GRF-M和GRF-B的熱淬(cui)滅性能

本文(wen)就離(li)(li)散系(xi)(xi)(xi)數對WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)的(de)(de)(de)(de)影響進(jin)行研究，采用(yong)2835的(de)(de)(de)(de)封裝(zhuang)形式，目標(biao)參數為(wei)Ra=80-82，CCT=3000K，采用(yong)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)封裝(zhuang)方案，驗證不(bu)同(tong)離(li)(li)散系(xi)(xi)(xi)數對WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)的(de)(de)(de)(de)關系(xi)(xi)(xi)，圖1.7表(biao)示不(bu)同(tong)離(li)(li)散系(xi)(xi)(xi)數的(de)(de)(de)(de)GRF-S、GRF-M、GRF-B的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)關系(xi)(xi)(xi)，隨著(zhu)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)升高成(cheng)(cheng)品(pin)燈珠光(guang)通(tong)量的(de)(de)(de)(de)冷熱(re)(re)態(tai)比(bi)(bi)(bi)值在不(bu)斷(duan)較小(xiao)，GRF-S、GRF-M、GRF-B在成(cheng)(cheng)品(pin)中的(de)(de)(de)(de)衰(shuai)減幅度(du)GRF-B最大(da)，GRF-M次之，GRF-S最小(xiao)，說明(ming)GRF-S的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)最好(hao)，GRF-B的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)最差，因此不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)散系(xi)(xi)(xi)數對WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)存在影響，離(li)(li)散系(xi)(xi)(xi)數越小(xiao)WLED光(guang)輸(shu)出冷熱(re)(re)比(bi)(bi)(bi)越好(hao)。

? 圖(tu)1.7 GRF-S、GRF-M、GRF-B的(de)WLED光輸出(chu)冷(leng)熱比關系

3.3 粉膠相容度對WLED光輸出(chu)冷熱比的影(ying)響

熒(ying)光(guang)粉合(he)(he)成以后為了(le)提(ti)高產品的(de)穩定(ding)(ding)性能，通常會(hui)采(cai)用一(yi)定(ding)(ding)的(de)后處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)(yi)，例(li)如二(er)次淬火處(chu)(chu)理(li)、包(bao)(bao)覆(fu)工藝(yi)(yi)等，使用較多的(de)為包(bao)(bao)覆(fu)工藝(yi)(yi)，使用的(de)包(bao)(bao)材(cai)為SiO2等材(cai)料，但即便采(cai)用這樣的(de)工藝(yi)(yi)，往往其熱穩定(ding)(ding)性能特(te)別是反映在(zai)(zai)WLED光(guang)輸(shu)出(chu)冷熱比中還是會(hui)差強人意。一(yi)般(ban)當熒(ying)光(guang)粉在(zai)(zai)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)過程中與(yu)(yu)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠(jiao)混合(he)(he)時，可能會(hui)在(zai)(zai)顆粒表面(mian)與(yu)(yu)膠(jiao)體的(de)接觸面(mian)上(shang)存在(zai)(zai)一(yi)定(ding)(ding)的(de)空隙，里面(mian)可能含(han)有未排出(chu)去的(de)空氣，致使成品在(zai)(zai)受熱時，熱穩定(ding)(ding)性能存在(zai)(zai)影響，為了(le)解決(jue)此問題。有相(xiang)關(guan)廠(chang)家提(ti)出(chu)了(le)一(yi)種全新的(de)后處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)(yi)，通過一(yi)定(ding)(ding)的(de)包(bao)(bao)覆(fu)手段在(zai)(zai)熒(ying)光(guang)粉顆粒表面(mian)包(bao)(bao)含(han)一(yi)層(ceng)特(te)殊(shu)的(de)物質，經過特(te)殊(shu)處(chu)(chu)理(li)后的(de)熒(ying)光(guang)粉放入水中會(hui)迅速凝聚成一(yi)個(ge)大的(de)顆粒，從而防(fang)止水分進入，經過此工藝(yi)(yi)處(chu)(chu)理(li)的(de)顆粒，在(zai)(zai)與(yu)(yu)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠(jiao)體結合(he)(he)時，封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠(jiao)體會(hui)緊密的(de)包(bao)(bao)裹在(zai)(zai)顆粒的(de)表面(mian)上(shang)，不(bu)存在(zai)(zai)有空隙的(de)問題，增大粉膠(jiao)相(xiang)容度，理(li)論上(shang)來說，可以提(ti)升(sheng)WLED光(guang)輸(shu)出(chu)冷熱比[6]。

? 圖1.8 RF-G和CRF-G的(de)熱淬滅(mie)性能(neng)

本(ben)文采用(yong)2835的(de)封裝(zhuang)形式，目標參數為(wei)Ra=80-82，CCT=3000K，采用(yong)相同的(de)封裝(zhuang)方案，驗證改善(shan)(shan)粉膠(jiao)相容度與未改善(shan)(shan)粉膠(jiao)相容度的(de)熒(ying)光(guang)粉對WLED光(guang)輸出冷熱比(bi)的(de)影響，前述兩者分別表示為(wei)CRF-G和(he)RF-G。圖1.8表示RF-G和(he)CRF-G的(de)熱淬滅(mie)性(xing)能，可(ke)以(yi)看出隨著(zhu)溫(wen)度的(de)升高熒(ying)光(guang)粉的(de)發光(guang)亮度呈現(xian)出不斷降低的(de)趨勢，其中(zhong)CRF-G的(de)遞減(jian)幅(fu)度比(bi)RF-G要(yao)小，說明就熒(ying)光(guang)粉本(ben)身而(er)言，CRF-G的(de)熱穩定性(xing)要(yao)優于RF-G。

? 圖1.9 RF-G和CRF-G的WLED光輸出冷熱比(bi)關系

本文(wen)就粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)對(dui)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)，采(cai)用2835的(de)(de)(de)(de)封裝(zhuang)形式，目標參數(shu)為Ra=80-82，CCT=3000K，采(cai)用相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)封裝(zhuang)方案，驗證(zheng)改(gai)善(shan)(shan)粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)體(ti)對(dui)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)，圖1.9表示改(gai)善(shan)(shan)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)CRF-G和(he)未改(gai)善(shan)(shan)粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)RF-G的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比的(de)(de)(de)(de)關系，隨著溫度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高成品(pin)燈(deng)珠光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比在不斷較(jiao)(jiao)小，CRF-G和(he)RF-G在成品(pin)中的(de)(de)(de)(de)衰(shuai)減幅度(du)(du)(du)(du)(du)RF-G最大，CRF-G次之，說明CRF-G的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比較(jiao)(jiao)好(hao)，RF-G的(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比較(jiao)(jiao)差，因此粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)對(dui)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比存在影響(xiang)(xiang)，經過改(gai)善(shan)(shan)粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)相(xiang)(xiang)比未改(gai)善(shan)(shan)粉(fen)膠(jiao)(jiao)相(xiang)(xiang)容度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)在WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)(chu)冷(leng)(leng)熱(re)比要(yao)好(hao)。

3.4 熒(ying)光(guang)粉形貌對WLED光(guang)輸出(chu)冷熱比的影(ying)響

熒光粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)形(xing)貌的(de)(de)(de)(de)(de)完整度、光滑度對(dui)其穩(wen)定性存在(zai)(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)影響。在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)法的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)中，固(gu)(gu)態粉(fen)體在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)氣體保護的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)下，會(hui)發(fa)生相(xiang)(xiang)變(bian)，由固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)轉為固(gu)(gu)溶態從而發(fa)生固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)反應，最(zui)終在(zai)(zai)最(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)溫(wen)度和最(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)時間的(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下，形(xing)成(cheng)(cheng)新的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)結晶(jing)體，此物相(xiang)(xiang)要(yao)經過(guo)破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)定顆(ke)粒(li)(li)大小的(de)(de)(de)(de)(de)熒光粉(fen)，破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)一(yi)般在(zai)(zai)球(qiu)磨機(ji)中進(jin)行，延(yan)長(chang)破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)時間和增大球(qiu)磨轉速致(zhi)使(shi)(shi)最(zui)小顆(ke)粒(li)(li)表(biao)(biao)面(mian)產生破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)痕跡(ji)、粘上一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)屑或是(shi)顆(ke)粒(li)(li)直接(jie)被劈(pi)成(cheng)(cheng)片狀，使(shi)(shi)得粉(fen)體顆(ke)粒(li)(li)形(xing)貌完整度、光滑度不一(yi)。通過(guo)非正常球(qiu)磨破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)，使(shi)(shi)熒光粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)形(xing)貌為不規則(ze)或顆(ke)粒(li)(li)表(biao)(biao)面(mian)有裂(lie)痕，如圖(tu)2.0所示左圖(tu)為經過(guo)強烈(lie)球(qiu)磨破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)的(de)(de)(de)(de)(de)熒光粉(fen)顆(ke)粒(li)(li)形(xing)貌，右(you)圖(tu)為正常破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)熒光粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)形(xing)貌，通過(guo)前述分析，可(ke)以推斷強烈(lie)破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)相(xiang)(xiang)比正常破(po)(po)(po)碎(sui)(sui)的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)熱穩(wen)定性要(yao)好(hao)

? 圖(tu)2.0左圖(tu)和右圖(tu)分(fen)別為(wei)GRF-N和GRF-V的(de)SEM形(xing)貌(mao)

本文(wen)采(cai)用2835的(de)(de)(de)(de)(de)封裝形式，目(mu)標參數為Ra=80-82，CCT=3000K，采(cai)用相同的(de)(de)(de)(de)(de)封裝方案，驗證經過強烈破(po)碎處理工藝與正常破(po)碎處理的(de)(de)(de)(de)(de)熒(ying)光粉對(dui)WLED光輸出(chu)冷(leng)熱(re)比的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，前述兩(liang)者分別表示為GRF-N和GRF-V。圖2.1表示GRF-N和GRF-V的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)淬滅性能，可以看(kan)出(chu)隨著溫度的(de)(de)(de)(de)(de)升高熒(ying)光粉的(de)(de)(de)(de)(de)發光亮度呈現出(chu)不斷降低的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢，其中(zhong)GRF-V的(de)(de)(de)(de)(de)遞減(jian)幅(fu)度比GRF-N要(yao)(yao)小，說(shuo)明就熒(ying)光粉本身而(er)言，GRF-V的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)穩定(ding)性要(yao)(yao)優于GRF-N。

? 圖2.1 GRF-N和GRF-V的熱(re)淬滅性能

本文對強(qiang)烈(lie)(lie)(lie)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)與正(zheng)常(chang)(chang)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)對WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)冷熱比(bi)(bi)(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，采(cai)用2835的(de)(de)(de)(de)(de)(de)封裝形(xing)式，目標參(can)數為(wei)Ra=80-82,CCT=3000K，采(cai)用相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)封裝方案，驗證強(qiang)烈(lie)(lie)(lie)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)與正(zheng)常(chang)(chang)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)對冷熱態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，圖2.2表示后處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CRF-N和GRF-V的(de)(de)(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)冷熱比(bi)(bi)(bi)關(guan)系，隨(sui)著溫度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)成品燈珠光(guang)(guang)(guang)(guang)通量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷熱態比(bi)(bi)(bi)值在不斷減小，CRF-N和RF-V在成品中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衰減幅度GRF-N較大，CRF-V次(ci)之，說明GRF-V的(de)(de)(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)冷熱比(bi)(bi)(bi)較好，GRF-N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)冷熱比(bi)(bi)(bi)較差(cha)，因此強(qiang)烈(lie)(lie)(lie)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)對WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)冷熱比(bi)(bi)(bi)存在影(ying)響(xiang)，經過強(qiang)烈(lie)(lie)(lie)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)相比(bi)(bi)(bi)正(zheng)常(chang)(chang)破碎(sui)(sui)(sui)處理(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)WLED光(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)冷熱比(bi)(bi)(bi)要(yao)差(cha)。

? 圖2.2 GRF-V和GRF-N的WLED光輸出冷熱比(bi)的關(guan)系

4 結論

本文采用(yong)SMD 2835的(de)封(feng)裝形(xing)式，采用(yong)不(bu)(bu)同材質的(de)熒(ying)光(guang)粉(fen)(fen)、不(bu)(bu)同離散(san)系(xi)(xi)數(shu)的(de)熒(ying)光(guang)粉(fen)(fen)、不(bu)(bu)同粉(fen)(fen)膠相(xiang)(xiang)容度的(de)熒(ying)光(guang)粉(fen)(fen)以及(ji)不(bu)(bu)同形(xing)貌的(de)熒(ying)光(guang)粉(fen)(fen)作為黃綠粉(fen)(fen)進(jin)行封(feng)裝實(shi)驗，可以得出如下結論:采用(yong)LUAG材質、小離散(san)系(xi)(xi)數(shu)、較好(hao)粉(fen)(fen)膠相(xiang)(xiang)容度、良好(hao)顆粒形(xing)貌的(de)熒(ying)光(guang)粉(fen)(fen)封(feng)裝的(de)LED光(guang)源的(de)光(guang)輸出冷(leng)熱比更佳。

因此(ci)，熒(ying)光粉的(de)物理特性對(dui)WLED光輸出(chu)冷(leng)熱比存(cun)在影(ying)響。此(ci)研究結論作(zuo)為(wei)粉體(ti)管控和優化產(chan)品的(de)依據。同時對(dui)WLED的(de)產(chan)品設(she)計具(ju)有理論指導意義和實際的(de)參(can)考價值。

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作者：肖海濤，裴(pei)小明，蔡(cai)杰

來源：深圳市瑞豐光電(dian)子股份有限公(gong)司