白光LED光固化封装方法及其光学特性研究

摘要

在全球能源危机日益严重的背景下,LED因其节能的优势越来越受到人们的青睐,已应用到生产、生活中的各个领域。尤其是白光LED在照明领域的应用,展现出了巨大优势。LED封装是LED产业的重要一环,胶体固化是LED封装不可避免的一步。目前,普遍采取热固化方式,其需要长时间高温固化,不仅浪费能源且降低了LED的生产效率。由于光固化技术具有高效、适应性广、经济、节能和环境友好的“5E”特点,有望取代LED热固化封装技术。在 LED光固化封装的研究方面,更多的研究成果集中于光固化材料,光固化材料已基本满足 LED封装的要求。光固化技术在LED封装上的应用除要有合适的光固化材料,封装工艺与设备也是其中的关键。本论文针对LED光固化封装工艺及其对 LED光学特性的影响展开研究,并设计应用于LED封装产业化的自动光固化机。主要完成了以下工作:
　　首先,根据实验室现有的设备和条件以及长期的封装经验,结合光固化技术的特点,给出了贴片式白光LED的光固化封装工艺方法,为LED光固化封装规范的制定提供依据。利用光固化技术的优势,改变荧光粉的涂覆方式,制备了荧光粉薄片,提高了LED的寿命及其光色一致性。
　　其次,研究光固化封装工艺参数对LED光学性能的影响。主要研究了固化时间与光引发剂比例两个参数,采用控制变量法,对封装出的LED进行老化实验,定期测量其光度色度参数。实验结果表明:在满足LED封装物理、机械性能要求的情况下,对于此种光固化胶,应尽量选择较小的固化时间;光引发剂含量应在3％~5%左右,其中4%的光引发剂含量,性能最优。论文从光学的角度探讨固化时间与光引发剂比例对LED光学性能的影响,进而确定合适的固化时间与光引发剂比例,对光固化技术在LED封装上的应用具有指导意义。
　　最后,设计了用于LED光固化封装产业化的光固化机,为LED光固化封装产业化的实现做准备。该光固化机用金属卤素灯作光源,可以根据光引发剂吸收波长的不同选择不同发射波长的金属卤素灯,从而可使光源光谱与光引发剂的吸收光谱最大限度的匹配;利用椭圆柱面的分色反射镜作光源的反射罩,不仅提高了光源的利用率,同时降低了固化室的温度。该光固化机具有自动化、散热良好、紫外线溢出防护性能优良、光源利用率高等特点。

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第一章 引 言

1.1 研究背景及意义

1.2 LED 传统封装方法

1.3 国内外光固化封装研究现状

1.4 论文结构

第二章 光固化胶及固化机理

2.1 光固化胶的组成

2.2 光固化胶的固化机理

2.3 紫外光（UV）简介

第三章 贴片式白光 LED 的光固化封装方法

3.1 光固化封装工艺流程

3.2 荧光粉薄片光固化工艺

第四章 光固化封装白光 LED 的性能测试及分析

4.1 基于 LabVIEW 的 LED 光通量测试系统设计[63]

4.2 实验中固化时间与光引发剂含量的确定

4.3 固化时间对 LED 光学性能的影响

4.4 光引发剂含量对 LED 光学性能的影响

第五章 光固化机设计

5.1 UV 固化机器件的选用

5.2 光固化机结构设计

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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