隨著市場要求的不斷提高,大功率LED產(chǎn)品的散熱和可靠性限制了LED產(chǎn)品的快速發(fā)展。影響LED壽命和效率的主要問題來源于LED產(chǎn)生的熱聚集于熒光材料而導(dǎo)致的熱淬滅和光衰。目前,有許多無機材料來解決相關(guān)問題,例如熒光玻璃、熒光陶瓷、熒光微晶等。使用熒光體材料來進行LED封裝可以大幅度提高LED產(chǎn)品的穩(wěn)定性與壽命。因此本文制備了一系列的熒光粉,熒光薄膜和熒光陶瓷材料,通過探究離子摻雜對熒光粉,熒光薄膜和熒光陶瓷熱穩(wěn)定性和可靠性的影響,以及不同封裝結(jié)構(gòu)對暖白光LED器件光電性能的影響,主要探究工作如下:1、通過固相法制備了不同Ba²⁺濃度的Ba_xSr_2-xSiO₄:0.02Eu²⁺熒光粉,并將制備出的上述熒光粉通過旋轉(zhuǎn)涂覆法制備出熒光薄膜。通過高溫高濕、氙燈老化和冷熱沖擊可靠性實驗以及變溫PL譜,分析Ba²⁺含量對于熱穩(wěn)定性和可靠性的影響以及熒光粉和熒光薄膜熱穩(wěn)定性和可靠性的對比。2、通過常規(guī)固相反應(yīng)技術(shù)和真空燒結(jié)法制備了透明的Ce:YAG熒光陶瓷。熒光陶瓷基LE... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熒光薄膜應(yīng)用于LED封裝的剖面圖

?l2O3的最大理論總透射率高達86％[45]。Jiang等人[46]通過等離子燒結(jié)法制備的Al2O3陶瓷的最大透射率為85％。第三，Al2O3比YAG便宜，并且可以在相對較低的溫度下制備半透明的Al2O3。Song[47]等人準備了用于激光照明的YAG：Ce–Al2O3熒光陶瓷，并在相同的Al2O3含量為60wt％的情況下獲得了最大的發(fā)光率。Cozzan[48]等人將YAG：Ce–Al2O3復(fù)合材料用作黃色轉(zhuǎn)換器，以增強光的均勻性，并獲得了白光激光器驅(qū)動的光，其光通量為1200lm。但是熒光陶瓷對原材料及設(shè)備要求高，制備成本較高、工藝復(fù)雜。圖1.2Ce:YAG熒光粉與單晶晶片組裝的白光LED結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.2Ce:YAGphosphorsinglecrystalwaferassemblewhiteLEDstructurediagram新型熒光材料是白光LED近年來研究和發(fā)展的一個方向，但是粒子的分散性，與基體的相容性，封裝后的穩(wěn)定性仍有待解決。因此了解熒光體高溫制備過程中晶粒在熔體中的擴散機理，通過對晶粒在非晶熔體中的擴散形式、傳質(zhì)速度和熱量傳輸?shù)冗M行數(shù)學(xué)模擬，明確熱場對晶粒微觀結(jié)構(gòu)的影響，解決熒光體材料的設(shè)計和精密制備技術(shù)十分關(guān)鍵。1.3封裝技術(shù)LED封裝工藝由三個類別組成：上游，中游和下游。外延生長是上游的第一步，其中發(fā)光層，包層，緩沖層，反射體等在此過程中完成。MOCVD技術(shù)是生產(chǎn)藍，綠和紫外線外延材料如GaN或GaAs的主要方法。LED的不同顏色可以通過采用不同類型的外延片進行制作。在MOCVD室內(nèi)制造LED晶片之后，芯片制造商將把晶圓切割成具

0℃，適合作為白光LED芯片的粘結(jié)材料[61,62]。因此，研究倒裝共晶焊接工藝，重點研究共晶過程中空洞率、合金熔合和推拉力等指標(biāo)；通過光學(xué)測試對芯片PN結(jié)金層和基板銀層的均勻度進行分析，研究Au-Ag-Cu-Sn相圖，得出最佳的共晶條件；利用微區(qū)測試分析法分析焊料在金層與銀層中擴散深度與時間溫度的關(guān)系，獲得合金中焊料與金銀的百分比，得到最佳擴散深度與溫度和氣氛的關(guān)系；通過推拉力和均勻度等指標(biāo)得出共晶工藝的評判標(biāo)準，從而得到散熱效果良好的LED封裝技術(shù)，而且由于固晶粘結(jié)力大大增加，提高了LED器件可靠性。圖1.3倒裝結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.3Schematicdiagramofflip-chipstructure1.4論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容白光LED（LightEmittingDiode，LED）由于低功耗，高亮度，高效率和長壽命的優(yōu)點在過去十年中發(fā)展迅速，已逐漸取代了傳統(tǒng)的熒光燈和白熾燈。白光LED的核心是熒光體轉(zhuǎn)換白光LED，其中藍色LED芯片與熒光粉轉(zhuǎn)換器組合在一起以產(chǎn)生色溫和顯色指數(shù)可變化的的白光。最新的白光LED技術(shù)正在朝著大燈，隧道燈，電影放映機等的高功率和高亮度照明發(fā)展。眾所周知，高功率和高亮度白光LED的工作時的結(jié)溫高達150–200°C，這對所用封裝材料的耐熱性有嚴格要求。隨著市場要求的不斷提高，LED模塊高度集成化，大功率LED產(chǎn)品的散熱和可靠性限制了LED產(chǎn)品的快速發(fā)展。影響LED壽命和效率的主要問題來源于LED產(chǎn)生的熱聚集于熒光材料而導(dǎo)致的熱淬滅和光衰。因此解決這一問題的本質(zhì)在于提高熒光材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱分布均勻性。高效高可靠的白光LED離不開高性能的復(fù)合熒光體材料、離不開LED芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計與封裝工藝的改進[57,63,64]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Angular color uniformity enhancement of white light-emitting diodes by remote micro-patterned phosphor film[J]. Shudong Yu,Zongtao Li,Guanwei Liang,Yong Tang,Binhai Yu,Kaihang Chen.  Photonics Research. 2016(04)
[2]稀土熒光/聚碳酸酯加工可行性探討及其熒光性能研究[J]. 王澤忠,汪克風(fēng),杜發(fā)釗,侯瓊,石光.  華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(01)
[3]白光LED用Ce,Cr共摻Y(jié)3Al5O12單晶發(fā)射光譜和能量轉(zhuǎn)移研究[J]. 王鑫,趙廣軍,陳建玉.  激光與光電子學(xué)進展. 2011(10)
[4]白光LED用新型Ce,Pr摻雜的YAG單晶熒光材料的光譜性能研究[J]. 華偉,向衛(wèi)東,董永軍,梁曉娟,楊帆,金懷東,梁續(xù),呂春燕.  光子學(xué)報. 2011(06)
[5]Structure and luminescence of Ca2Si5N8:Eu2+ phosphor for warm white light-emitting diodes[J]. 魏小丹,蔡麗艷,魯法春,陳小龍,陳學(xué)元,劉泉林.  Chinese Physics B. 2009(08)



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