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第七章 荧光粉、封装与散热 内容 荧光粉种类及制备方法 LED封装概述 LED封装工艺 LED散热设计 荧光粉分类 荧光粉是一种颗粒状发光材料，也称发光粉或荧光体。 分类： 按余辉时间：长余辉材料，短余辉材料 按转换方式：上转换材料，下转换材料 按激发方式：光致发光，电致发光， 阴极射线发光 我们关注光致发光的灯用荧光粉，短余辉，下转换 目前荧光粉种类繁多，按基质材料包括铝酸盐系，磷酸盐系，硅酸盐系，钨酸盐系，钼酸盐系，硼酸盐系，钒酸盐系，ZnO,ZnS等II-VI族系，以及Y2O3，Gd2O3等稀土氧化物基质。 绝大多数基质均要采用254 nm或365 nm深紫外线激发。 常用的掺杂激活剂包括Ce,Eu,Tb等稀土元素及Mn,Ag等非稀土元素。 Eu3+窄红光， Eu2+，Ce3+宽带发光， Tb3+绿光。 稀土离子发光与在晶格中所处的对称环境密切相关。 白光LED用荧光粉 适用激发波长：蓝光或近紫外光。 发光效率高：5微米以上至十几微米的球形颗粒，结晶良好，无杂相。 稳定 无毒 生产成本低 YAG（Y3Al5O12:Ce3+)， TAG（ Tb3Al5O12:Ce3+) 蓝光激发黄色荧光粉，可配合蓝光芯片产生白光。 YAG:日亚专利，目前最主流的产品。 TAG:欧士朗专利，不容易做亮。 ZnS系, S易分解，恶臭且腐蚀支架，淘汰产品。 N化物（CaSiAlON: Eu2+等)：稳定，激发光谱宽，是优质红粉，但贵，40RMB/g以上。 荧光粉的使用 就白光LED而言，荧光粉的使用是否合理，对其发光效率影响较大。 首先要选用与芯片波长相匹配的高受激转换效率的荧光粉； 其次是选用合适的载体胶调配荧光粉，并使其以良好的涂布方式均匀而有效地覆盖在芯片的表面及四周，以达到最佳的激发效果。 固相反应法的特点 合成温度高、反应时间长 粉体团聚严重，球磨后质量又降低 形貌不规则，粒径分布过大 容易产生杂相 成本低，便于大规模生产，主流制备方法。 喷雾热解法 喷雾热解法是将原材料溶于水或有机溶剂，然后通过喷雾装置将其雾化喷入反应容器内，在高温下使溶液迅速挥发，反应物发生热分解或其它化学反应，生成与初始反应物不同的纳米粒子。 干燥所需时间短，可以获得组分均匀的颗粒。 操作简单，可连续进行生产。 容易产生有毒有害的腐蚀性气体 容易造成设备的老化和破损。 水热合成法 水热合成法的原理是在密闭的容器中，在水热条件下原始混合物进行反应的一种合成方法。水热合成法在荧光粉的合成上有独到之处，制备出的产品发光均匀、颗粒度细小且分布均匀、不需研磨。 对设备要求高，产量低。 水热法制备的ZnO球形介观晶体 内容 荧光粉种类及制备方法 LED封装概述 LED封装工艺 LED散热设计 一、封装的必要性 LED芯片只是一块很小的固体，它的两个电极要在显微镜下才能看见，加入电流之后他才会发光。 在制作工艺上，除了要对LED芯片的两个电极进行焊接，从而引出正极、负极之外，同时还需要对LED芯片和两个电极进行保护。 二、封装的作用 实现输入电信号、 保护芯片正常工作、 输出可见光的功能， 其中既有电参数又有光参数的设计及技术要求。 研发低热阻、优异光学特性、高可靠的封装技术是新型LED走向实用、走向市场的产业化必经之路. 三、LED封装的方式的选择 对LED封装，要根据LED芯片的大小、功率大小来选择合适的封装方式。 常用的LED芯片封装方式包括： 引脚式封装 平面式封装 表贴封装 食人鱼封装 功率型封装 LED的封装方式 1、引脚式封装 （2）引脚式封装过程（Φ5mm引脚式封装） 将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上（一般称为支架）； 芯片的正极用金属丝键合连到另一引线架上； 负极用银浆粘结在支架反射杯内或用金丝和反射杯引脚相连； 然后顶部用环氧树脂包封，做成直径5mm的圆形外形 反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。 顶部包封的环氧树脂做成一定形状，采用不同的形状和材料性质（掺或不掺散色剂）起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角。 LED金线 0.8MIL产品说明: 金含量≥99．99％，微量添加元素总和0.01％ LED封装树脂 一般分A,B胶，按1:1混合，加热能加速其固化 银胶与导热胶 2、平面式封装 （1）原理 平面式封装LED器件是由