摘要：自日亞發明藍色晶元+YAG熒光粉產生白光后，白光LED陸續進入人們的生活，但是由於熒光粉附著在LED表面，LED發光的同時產生的熱量會導致熒光粉的衰減，因此開發出遠程熒光粉器件勢在必行。真明麗封裝研發中心日前研發出遠程熒光粉器件製造方法，將製成的遠程熒光粉器件用於LED照明領域，將大大提高LED燈具的可靠性。

一、    遠程熒光粉器件原理
LED 遠程熒光粉器件，將複合熒光粉精確地附著在基板上，與藍色LED 光源分開，獨立的熒光粉在藍色光線的激發下發光。

由於熒光粉與光源分離，熒光粉溫度較低轉換效率高（溫度係數），降低熒光粉衰減，整個LED照明系統可靠性更高，光衰更小。
LED 熒光粉在藍光的激發下，能級躍遷后自體發出不同顏色的光，如圖下圖所示。

不同種類的LED熒光粉的最佳激發波長不一樣，鋁酸鹽YAG熒光粉在460 nm左右的激發效率最高；黃色硅酸鹽熒光粉在小於455nm的藍光激發下轉換效率較高；橙色硅酸鹽、紅色氮化物熒光粉在整個藍光波長範圍內都有較高的轉換效率。

遠程熒光粉器件是由不同種類的熒光粉混合塗覆而成，在462nm左右的轉換效率較高。

二.遠程熒光粉硅橡膠的製備
原材料：1.甲基乙烯基聚硅氧烷（分子量65萬。乙烯基含量0.18%）
          2.甲基乙烯基聚硅氧烷（分子量65萬。乙烯基含量0.03%）
          3.六甲基二硅氮烷
          4.二甲基二乙氧基硅烷
          5.高含氫硅油
          6.硬脂酸丁酯
          7.氣相白碳黑（比表面積300m2/g)
          8.熒光粉(不同廠家或者不同類別）
          9.過氧化物硫化劑（YY-C-8B)或者鉑金雙組份硫化劑PL-10A/TM-10B
所需設備：
1.真空捏合機（5L）
2.開煉機K160A
3.平板硫化機
4.拉力試驗機
5.橡膠硬度計
6.橡膠厚度計
7.行星攪拌機（2L）

 

基礎硅橡膠載體的製備：
將兩種不同乙烯基含量的甲基乙烯基硅氧烷1000G按照（3；2質量比）投入5L真空捏合機中,攪拌10分鐘投入氣相白炭黑300-500G,六甲基二硅氮烷30-50G,二甲基二乙氧基硅烷5-10G(分批投入）攪拌均勻后升高溫度140度，真空-0.08MPA熱處理2小時，而後將高含氫硅油10-15G，硬脂酸丁酯2-5G投入真空捏合機中,真空攪拌20分鐘。冷卻出料。

熒光粉的化學處理：
按照比例將熒光粉100G，無水乙醇500G,  KBM-602偶聯5G ,KBM-792偶聯劑10G投入2L行星攪拌機中加熱100度，真空-0.08MPA攪拌熱處理2小時。處理后產品投入漏斗過濾液體后將產物放在玻璃皿中100度加熱2小時得產物密封儲存待用。

遠程熒光粉硅橡膠的製備：
將以上製備的基礎硅橡膠載體1000G放在開煉機上薄通均勻,然後將處理后的熒光粉30-100G投入載體中反覆薄通10遍，最後加入自產硫化劑（YY-C-8B）20G或者鉑金雙組份硫化劑（PL-10A/TM-10B）25G在開煉機上反覆薄通均勻10遍。

模具成型：
將加硫化劑和熒光粉的混煉膠放入模具中170度5分鐘成型。
 

三.     使用遠程熒光粉器件的優勢
1．使用遠程熒光粉器件，由於熒光粉遠離熱源，熒光粉溫度較低轉換效率高（溫度係數），降低熒光粉衰減，提高了整個系統的壽命。

2.遠程熒光粉器件相比傳統LED照明系統提高了30%的光效，使溫度更低，最大程度的利用了光子，減小了光擴散。

使用遠程熒光粉器件燈具由於不需要使用磨砂板，提高了燈具的出光量，使得燈具的系統光效比傳統LED封裝燈具高30%。
 
 

3.遠程熒光粉器件燈具只需要封裝藍光LED，解決傳統白光LED燈珠色Bin過多問題，減少了庫存，降低生產成本。
4.遠程熒光粉器件使固態照明實現前所未有的設計自由，可以定製生產不同形狀、尺寸、色溫、顯色性遠程熒光粉器件。
 

四.     遠程熒光粉器件光衰試驗
1.    85℃點亮6000小時后，光通量變化< 2%，如下圖所示。

2.    85℃點亮6000小時后，CIE x變化<0.001,CIE y 變化<0.002
 

 

五.    應用
主要應用於LED球泡燈，LED蠟燭燈，LED筒燈，LED日光燈管等。

總結：真明麗遠程熒光粉器件已成功量產，目前已成功應用於LED球泡燈，LED蠟燭燈等燈具，未來將進一步擴大使用領域。遠程熒光粉器件以其優越的性能必將為LED封裝和應用帶來一場新的革命，為LED照明普及做出應有的貢獻。另外，真明麗封裝廠LMDM系統為客戶提供完整的應用解決方案。
 

文章來源：真明麗封裝研發中心    劉英傑 許永現 趙玉喜