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基于倒装芯片制备白光LED灯丝研究

张思源  
【摘要】:在全球禁用白炽灯的热潮下,LED灯丝以节能环保、造型独特、全角度发光的特点成为了可以取代白炽灯的新光源。倒装LED芯片(FC-LED)具有更好的散热结构和出光效率,利用倒装芯片制备LED灯丝可以有效的提升灯丝的散热性能。本文采用高温锡膏固晶倒装芯片,通过表面涂覆荧光粉的方式,制备出白光倒装LED灯丝。研究了基板、固晶焊料以及荧光粉涂覆方法对倒装LED灯丝的芯片剪切力、光电性能和热学性能的影响。试验结果表明:同等条件制备的倒装灯丝,陶瓷基板产品光效(125.2 Lm/W)要高于铝基板(118.4 Lm/W),陶瓷基板双面发光,更适用于光效要求较高的灯丝;铝基板的正反面表面温度(332.2 K/336.6 K)低于陶瓷基板(339.7 K/341.6K),铝基板的热分布更均匀,适合大功率、散热要求较高的灯丝。在直接烘烤条件下,助焊剂在接合处产生的孔洞多于锡膏,经过1000小时老化后助焊剂和锡膏样品的光通维持率分别为87.07%和91.51%。锡膏焊料层厚度从32μm增加到82μm时,剪切力提升了135%,单颗芯片的电压降低了2.56 mV(@30 mA),结温升高了1.5K。灯丝单面涂覆荧光粉正反面色温相差235 K,光效为112 Lm/W;正反面涂覆相同荧光粉正反面色温相差285 K,光效为115 Lm/W;将反面荧光粉浓度降低为正面荧光粉浓度的20%后,正反面色温相差53 K,光效高达121Lm/W,并且改变浓度对灯丝的温度影响不大。试验结果提供了低成本、高光效、适合白光倒装LED灯丝的固晶工艺和荧光粉涂覆工艺。


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