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LED燈珠光衰與材料的關係

發布日期 2012-10-24
LED燈珠的光衰是很多同行最關注的一個問題,在豐富的經驗中總結出幾點在光衰與材料的關係,希望對LED封裝技術的提升添磚加瓦。
  1.晶片對LED燈珠光衰的影響
  從目前實驗的結果來看,晶片對光衰的影響分為兩大類: 是晶片的材質不同導致衰減不同,目前常用的藍光晶片襯底材質為碳化硅和藍寶石,碳化硅一般結構設計為單電極,其導熱效果比較好,藍寶石一般設計為雙電極,熱量較難導出,導熱效果較差;第二是晶片的尺寸大小,在晶片材質相同時,尺寸大小不同衰減差距也不同。
  2.熒光粉對LED燈珠光衰的影響
  實現LED燈珠的途徑有多種,目前使用最為普遍最成熟的一種是通過在藍光晶片上塗抹一層黃色熒光粉,使藍光和黃光混合成白光,所以熒光粉的材質對LED燈珠的衰減影響很大。市場最主流的熒光粉是YAG釔鋁石榴石熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮化物熒光粉,與藍光LED芯片相比熒光粉有加速老化LED燈珠的作用,而且不同廠商的熒光粉對光衰的影響程度也不相同,這與熒光粉的原材料成分關係密切。根據市場反饋調查來看,選用好材質的白光熒光粉,使做出的LED燈珠相比同行在衰減控制方面有很大的提高。
  3.固晶底膠對LED燈珠光衰的影響
  在LED燈珠封裝行業中通常用到的固晶膠有環氧樹脂絕緣膠、硅樹脂絕緣膠、銀膠。三者各有利弊,在選用時要綜合考慮。環氧樹脂絕緣膠導熱性差,但亮度高;硅樹脂絕緣膠導熱效果比環氧樹脂稍好,亮度高,但由於硅成分占一定比例,固晶片時旁邊殘留的硅樹脂與熒光膠里的環氧樹脂相結合時會產生隔層現象,經過冷熱衝擊后將產生剝離導 燈;銀膠的導熱性比前兩者都好,可以延長LED芯片的壽命,但銀膠對光的吸收比較大,導致亮度低。對於雙電極藍光晶片在用銀膠固晶時,對膠量的控制也很嚴格,否則容易產生短路,直接影響到產品的良品率。
  4.支架對LED燈珠光衰的影響
  LED支架主要有銅支架和鐵支架。銅支架導熱、導電性能好,價格高。而鐵支架的導熱、導電性能相對較差,更容易生鏽,但價格便宜。
  市場上的LED大部分使用鐵支架。不同材料的支架對LED燈珠的性能影響也不同,特別是對光衰的影響尤為突出。這主要是由於銅的導熱性能比鐵的好很多,銅的導熱係數398W(m.k),而鐵的導熱係數只有50W(m.k)左右,僅為前者的1/8,還有支架的電鍍層厚度也密切相關。在選用支架時,還要注意支架的碗杯大小是否與發光芯片以及模粒匹配,其匹配質量的優劣,直接影響LED燈珠的光學效果,否則容易造成光斑形狀不對稱、有黃圈,以及黑斑等,直接影響到產品的質量。
  5.熒光膠水對LED燈珠光衰的影響
  傳統封裝的LED燈珠,熒光膠一般採用環氧樹脂或硅膠,經過光衰實驗的結果得出,用硅膠配粉的LED燈珠壽命明顯比環氧樹脂的長。原因之一是用以上兩種方法封裝成LED燈珠,硅膠比環氧樹脂抗UV能力強且硅膠散熱效果比環氧樹脂好;但在相同條件下,用硅膠配粉的初始亮度要比環氧樹脂配粉的要低,最主要是由於硅膠的折射率(1.3-1.4)比環氧樹脂(1.5以上)低,所以初始光效不及環氧樹脂高。


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