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

　　通過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，色坐標和光通量相差很大；先涂覆摻雜擴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)光強度與積分球測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

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

　　該產(chǎn)品的缺點有三個：

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

　　而倒裝芯片的出現(xiàn)，可有效解決上述問題，倒裝芯片的封裝俗稱無金線封裝，沒有金線有效解決第一個和第二個問題，同時倒裝芯片層直接與基板鍵合，藍寶石不再作為導(dǎo)熱通道，而作為發(fā)光介質(zhì)，避免了導(dǎo)熱路徑長，散熱性能差問題。

　　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)體元器件封裝過程，未見LED封裝過程采用平面涂覆技術(shù)的報道。

　　本文研究平面涂覆白陶瓷基板上倒裝芯片封裝，對其立體發(fā)光的正面、反面光分布進行研究，通過改進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)。

　　實驗

　　將倒裝LED芯片通過固晶機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。

　　測試設(shè)備：采用中為標準機（型號0.3m積分球）對其正面和反面進行光色測試；采用遠方分布式光度計對其光分布進行測試分析。

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

　　對樣品1，樣品2，樣品3的正面和反面都采用中為標準機進行測試，測試方法，將樣品點亮，正面或反面靠近積分球上小孔，分別測試正反面瞬態(tài)光電參數(shù)，測試的瞬態(tài)色溫，光通量和色品坐標如表一所示。

　　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個點落在2670-2850K的CIE圖正常bin區(qū)，只有一個點（樣品1的反面）落在bin外，說明樣品的反面的色坐標與正面相差很大，而樣品2和樣品3的正反面的色坐標基本相同，符合國際標準。

　　將光源底端貼覆在散熱器上，驅(qū)動電流110mA，點亮30min再測試器光通量，色溫，色品坐標，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)測試溫度，故其光通量表現(xiàn)為下降。

圖4：穩(wěn)態(tài)測試樣品正反面落點圖

　　圖4為穩(wěn)態(tài)下，正反面測試落bin圖， 從圖可以發(fā)現(xiàn)落點更集中，但是樣品1的反面落點仍在bin外，其余的落點都在正常范圍內(nèi)。說明穩(wěn)態(tài)測試樣品正反面仍然滿足國際標準。

　　采用分布式光度計測試所有樣品正反面的發(fā)光角度和強度，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)光強度最強的，而樣品2反面是所有反面發(fā)光強度最強的。

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

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

　　正反面強度相加發(fā)現(xiàn)，樣品1整體的發(fā)光強度最大，樣品2整體發(fā)光強度是樣品1的80%左右，而樣品3整體發(fā)光強度是樣品1的60%左右。與上述積分球測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，通過對其光通量、色溫、色坐標和發(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%，且色溫和色坐標相差很大，不適合實際生產(chǎn)；

　　先涂覆硅膠再涂覆熒光粉工藝制備的產(chǎn)品雖然光通量沒有樣品1高，但其正反面色溫、色坐標和光分布相差很小，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%。