基于晶元表面涂层的白光LED封装技术研究

摘要

发光二极管（LED）在越来越多的应用领域里都显示出了其独特的特性，也正是如此，它受到了各国政府和大型企业的重视。随着LED相关技术的不断发展和深入，LED的发光效率也在不断提高
　　1993年，第一只蓝光LED研制成功，1996年，第一只白光LED发明出来。2011年，CREE已报道了在350mA电流驱动下白光LED的发光效率已达到231lm/W，而我国在2012年白光 LED的发光效率在20mA驱动条件下达到177lm/W。
　　针对于国际先进的LED封装技术，我们提出的一种新型的荧光粉平面涂层技术—基于水溶性感光胶的荧光粉平面涂层技术（自适应平面涂层技术），经过几年的不断探索发展，目前已趋于成熟，本文在现有技术基础上提出了一种新型封装工艺—在LED晶元表面进行荧光粉涂覆的封装工艺。
　　本文的主要研究工作及结论有以下几点。
　　通过对荧光粉感光胶分散体平面涂层工艺与商业化的各种封装工艺所得到的白光LED进行空间色度均匀性的分析对比，我们得出几种不同封装工艺的白光LED的色坐标标准差：采用自适应平面涂层技术得到的LED色坐标的标准差（?x，?y）大约为（0.0039，0.0043），而市场所见到的平面涂层LED商品其色坐标的标准差（?x，?y）大约为（0.00997，0.01072），采用传统的硅胶与荧光粉混合均匀后进行灌封的LED产品其色坐标的标准差（? x，?y）大约为（0.01327，0.01541）。可以看出，采用自适应平面涂层技术的色度均匀性明显优于传统封装技术和一般平面涂层产品。采用自适应平面涂层技术不会出现传统封装中常有的黄斑和蓝斑的现象，能满足各种高档照明的要求。
　　通过对传统封装工艺和自适应平面涂层工艺光效的对比试验可以看出，采用荧光粉感光胶平面涂层技术，光通量平均提升约10.47％，发光效率平均提升约10.38%。
　　通过在LED晶元上进行感光胶荧光粉分散体的平面涂层试验，我们可以将荧光粉涂覆技术应用在LED芯片的制作过程中，最终使得LED芯片厂商能够直接提供白光LED的芯片，而不再需要进行传统的单芯片封装，可以很大程度上的提高产能，同时也能最大限度地满足客户的多种需求。并且由于采用感光胶涂层的荧光粉层厚度与芯片本身的光强相匹配，使得最终的出光均匀性得到了很大的改善，同时还提升了LED器件的整体光效。
　　通过在LED芯片集成模组上的试验可以看出，自适应平面涂层技术不仅可以应用在单颗的LED封装上，而且在集成封装工艺上更具有优越性和可控性；在LED的集成性能方面，采用自适应平面涂层技术，可以很大幅度的提升器件的整体光效。

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第一章 绪 论

1.1 LED简介

1.2 LED的优越性

1.3 LED的现状及发展趋势

1.4 本文主要工作及创新

第二章 LED基本原理及其应用

2.1 LED的发光原理及基本结构

2.2 LED基本芯片结构及其特点

2.3 LED的电学、光学和热学特性

2.4白光LED的实现及主要参数

2.5 LED主要应用

2.6 目前照明用白光LED存在的问题

2.7 本章小结

第三章 大功率白光LED平面涂层相关技术

3.1 白光LED封装技术

3.2 感光性材料简介

3.3 等离子体去胶技术

3.4 自适应平面涂层白光LED封装技术

3.5 本章小结

第四章 大功率白光LED平面涂层实验及分析

4.1 实验仪器及材料简介

4.2 实验准备

4.3 实验工艺流程

4.4 荧光粉感光胶平面涂层及传统灌封实验

4.5 实验结果及分析

4.6 本章小结

第五章 晶元表面涂层及多芯片的白光LED封装技术

5.1 晶元表面涂层试验原理及工艺

5.2 试验材料简介

5.3 晶元平面涂层试验过程及分析

5.4 多颗LED芯片的平面封装结构

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果