淺談熒光粉沉淀技術(shù)對(duì)產(chǎn)品光型的影響

隨著國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟，產(chǎn)品原物料性能不斷優(yōu)化，各LED封裝廠家產(chǎn)品性能差異逐步減小，為爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額，價(jià)格戰(zhàn)持續(xù)上演，產(chǎn)品降價(jià)不斷刷新記錄。產(chǎn)品物料最優(yōu)組合，設(shè)備規(guī)模化生產(chǎn)等成為行業(yè)賺取利潤(rùn)的重要方式，同時(shí)產(chǎn)品工藝的細(xì)節(jié)提升，也將是封裝產(chǎn)品性能穩(wěn)定的重要因素，穩(wěn)定決定成敗，細(xì)節(jié)決定發(fā)展。

兆馳節(jié)能COB研發(fā)中心戴曉東走訪了部分客戶，大部分應(yīng)用技術(shù)人員預(yù)測(cè)，COB沉淀工藝產(chǎn)品應(yīng)用將會(huì)大爆發(fā)，因?yàn)閲?guó)際大部分知名COB廠商均使用此工藝，外觀高端大氣，上檔次，產(chǎn)品膠體溫度低，相同發(fā)光面產(chǎn)品功率可進(jìn)一步提升，光密度更大，優(yōu)勢(shì)明顯，隨著大部分國(guó)內(nèi)COB廠商均可批量生產(chǎn)沉淀產(chǎn)品，國(guó)際COB大廠的優(yōu)勢(shì)逐步降低。

那么此工藝對(duì)產(chǎn)品光型是否有質(zhì)的改變？在此，筆者淺談熒光粉沉淀技術(shù)對(duì)產(chǎn)品光型的影響。

藍(lán)光芯片激發(fā)熒光粉是目前最常規(guī)的白光制作方法，理想狀態(tài)，均勻分布的熒光粉受均勻的藍(lán)光激發(fā)，出光面將導(dǎo)出均勻的白光，產(chǎn)品光型完美，如圖一。但目前大部分COB產(chǎn)品并非如此，較大的發(fā)光面芯片少，功率低，芯片周圍熒光粉被充分激發(fā)，顏色偏白或偏藍(lán)，與芯片距離相對(duì)較遠(yuǎn)的熒光粉不能完全激發(fā)，顏色偏黃，如圖二，從而導(dǎo)致出光不均勻問題，如黃斑，藍(lán)心等等異常。

通常我們可通過修改發(fā)光面或增加芯片數(shù)量，優(yōu)化芯片排列，優(yōu)化膠面結(jié)構(gòu)等方式解決。成品應(yīng)用端可通過透鏡光學(xué)設(shè)計(jì)，增加曬紋，磨砂處理等方式進(jìn)行優(yōu)化，但通過設(shè)計(jì)二次光學(xué)透鏡優(yōu)化產(chǎn)品光型會(huì)犧牲太多光通量，同時(shí)設(shè)計(jì)開模高額投入蠶食企業(yè)利潤(rùn)，因此燈珠的最佳設(shè)計(jì)是整燈高性價(jià)比的關(guān)鍵，我們不僅關(guān)注燈具的外形設(shè)計(jì)，我們更注重產(chǎn)品的光品質(zhì)在功率、熱量、光型、價(jià)格等綜合考量下我們面臨燈珠選擇，其中可能會(huì)考慮沉淀工藝燈珠效果，具體光型效果如何，還需要根據(jù)透鏡（反光杯）進(jìn)行組合試驗(yàn)或模擬試驗(yàn)。

筆者多次進(jìn)行透鏡配光發(fā)現(xiàn)，熒光粉沉淀工藝產(chǎn)品光型的均勻度比常規(guī)工藝差，光型邊緣呈現(xiàn)鋸齒狀，光型局部藍(lán)斑明顯等等問題，這似乎讓我們失望，沉淀工藝并沒有給我們帶來光照的完美效果，當(dāng)然沉淀工藝產(chǎn)品光型也是可以優(yōu)化，但會(huì)犧牲亮度，增加成本。

部分透鏡制作商坦言，COB產(chǎn)品熒光粉變薄，給透鏡（反光杯）的設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn)，透鏡需要更復(fù)雜的光學(xué)處理雜光。因?yàn)椴糠滞哥R成像問題明顯，根據(jù)凸透鏡或菲涅爾成像原理，產(chǎn)品光型會(huì)還原燈珠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，沉淀工藝產(chǎn)品熒光粉沉入基板底部，膠面變得更清晰透徹，芯片排列更明顯，當(dāng)透鏡成像問題明顯，沉淀工藝將比常規(guī)不沉淀工藝更難配光。其中部分產(chǎn)品甚至出現(xiàn)藍(lán)斑。

筆者始終認(rèn)為，解決問題的關(guān)鍵是弄清問題的來源及本質(zhì)，需要從源頭解決問題，中途補(bǔ)救措施只能當(dāng)臨時(shí)對(duì)策，通用性不強(qiáng)。下面將對(duì)沉淀工藝及常規(guī)工藝的熒光粉分布進(jìn)行微觀剖析：

常規(guī)不沉淀產(chǎn)品出光均勻，如圖一，芯片周圍及上方均有熒光粉分布，出光相對(duì)均勻；沉淀工藝產(chǎn)品出光有藍(lán)斑，如圖二，常規(guī)芯片為五面出光，芯片上方有熒光粉覆蓋，但芯片四個(gè)側(cè)面無(wú)熒光粉包裹，其他熒光粉沉入基板底部，封裝膠無(wú)熒光粉，芯片側(cè)面藍(lán)光直接導(dǎo)出膠面，成為光型中的藍(lán)斑。

面對(duì)沉淀工藝產(chǎn)品對(duì)光型的影響，如何改善？

筆者總結(jié)幾點(diǎn)改善方法：

1. 芯片高度選擇

為增加芯片亮度，部分芯片廠商通過加厚芯片增加出光面，提高亮度，沉淀工藝產(chǎn)品不宜使用太厚的芯片；

2. 熒光粉厚度控制

控制熒光粉沉淀的程度，保持芯片側(cè)面有熒光粉包裹，芯片無(wú)藍(lán)光溢出；

3. 芯片密度調(diào)整

高密度產(chǎn)品芯片間距小，光密度大，如果使用沉淀工藝也是巧妙解決了光型問題，如下圖所示，圖一產(chǎn)品芯片間距小，無(wú)芯片側(cè)面藍(lán)光溢出問題，產(chǎn)品光型好，圖二產(chǎn)品則出現(xiàn)明顯不均勻光斑。但芯片密度太大，芯片側(cè)面的光將無(wú)法導(dǎo)出，導(dǎo)致產(chǎn)品光效偏低問題，芯片利用率不高，即增加成本。

4. 產(chǎn)品工藝的選擇

高密度藍(lán)光照在熒光粉上，熒光粉受藍(lán)光激發(fā)會(huì)以光和熱的形式轉(zhuǎn)化能力，光可輕易導(dǎo)出膠體，但熱難以散發(fā)，其原因是硅膠導(dǎo)熱性能差，熒光粉的熱量無(wú)法快速導(dǎo)出，從而導(dǎo)致膠體溫度高，COB產(chǎn)品老化膠裂等問題其實(shí)跟膠體溫度關(guān)系甚大，所以高瓦數(shù)、高密度產(chǎn)品使用沉淀工藝，其膠體熱量小，芯片側(cè)面也無(wú)明顯藍(lán)光溢出，效果完美。但小瓦數(shù)產(chǎn)品膠體溫度低，使用沉淀工藝意義不大，產(chǎn)品光型也無(wú)優(yōu)勢(shì)，建議根據(jù)產(chǎn)品光密度，膠體溫度大小進(jìn)行工藝取舍。