立体发光灯片成为研究热点，其关键为如何获得正反面发光均匀。本文对立体灯片正面、和反面的瞬态和稳态光通量，色温和色品坐标进行研究。

　　通过先平面涂覆硅胶再涂覆荧光粉胶的方式获得的样品（样品2）正反面光通量相差最小，且色温，色品坐标接近；而直接涂覆荧光粉胶（样品1）总的光通量最大，但正反面的色温，色坐标和光通量相差很大；先涂覆掺杂扩散粉的硅胶再涂覆荧光粉制备的光源，总的光通量最低，且正反面光通量相差大于样品2。

　　测试3种样品的发光角度，发现其发光角度分布相似，而发光强度与积分球测试的光通量比值相近。故样品2制备工艺适合制备立体发光灯片。

　　引言

　　市场化的LED封装技术为正装芯片通过绝缘胶或银胶固定于凹杯中，通过金线将正负极连接出来，然后再其上点上混有荧光粉的硅胶，点亮后即产生白光。

　　该产品的缺点有三个：

　　1、金线受到硅胶热胀冷缩易断；

　　2、受到金线弧度影响混合荧光粉的硅胶形状难以控制，导致荧光粉分布不均匀；

　　3、芯片生长于蓝宝石衬底上，芯片厚度约为8μm，而蓝宝石厚度约为150μm，芯片热量要通过蓝宝石传导到支架上，路径长且热阻大，散热性能差。

　　而倒装芯片的出现，可有效解决上述问题，倒装芯片的封装俗称无金线封装，没有金线有效解决第一个和第二个问题，同时倒装芯片层直接与基板键合，蓝宝石不再作为导热通道，而作为发光介质，避免了导热路径长，散热性能差问题。

　　倒装芯片的出现使得平面涂覆技术可用于LED封装，平面涂覆技术一般用于半导体元器件封装过程，未见LED封装过程采用平面涂覆技术的报道。

　　本文研究平面涂覆白陶瓷基板上倒装芯片封装，对其立体发光的正面、反面光分布进行研究，通过改进制备出光色均匀的平面涂覆工艺，获得最佳制备立体发光荧光粉涂覆技术。

　　实验

　　将倒装LED芯片通过固晶机固定于白陶瓷基板上，陶瓷板的尺寸为5mm×8mm×0.64mm，芯片的尺寸为14mil×30mil，芯片固定后的试样如图1所示，胶水和荧光粉的配比为：1.1：1.1：1.28：0.095，标注为样品1，样品2，样品3。

　　样品1为混合荧光粉直接平面涂覆于正面；

　　样品2为先用硅胶涂覆填充芯片间空隙，烘干后再用混合荧光粉的胶平面涂覆于正面；

　　样品3为先用混合有扩散粉的硅胶涂覆填充芯片间空隙，烘干后再用混合荧光粉的胶平面涂覆于正面，如图2所示。

　　测试设备：采用中为标准机（型号0.3m积分球）对其正面和反面进行光色测试；采用远方分布式光度计对其光分布进行测试分析。

图1：固晶后未涂荧光粉白陶瓷板

图2：样品1，样品2和样品3的照片

　　分析与讨论

　　对样品1，样品2，样品3的正面和反面都采用中为标准机进行测试，测试方法，将样品点亮，正面或反面靠近积分球上小孔，分别测试正反面瞬态光电参数，测试的瞬态色温，光通量和色品坐标如表一所示。

　　从表一可以看出，样品2正反面的色温基本相同，反面光通量是正面的13%，总的光通量为166.3lm（@110mA）； 样品1的光通量最高，但正反面色温相差最大（682K），且反面光通量只有正面的10%左右；样品3的色温基本一致，但光通量最低（125lm），且反面光通量只有正面的10%左右。

　　从图3可以发现，只有8个点落在2670-2850K的CIE图正常bin区，只有一个点（样品1的反面）落在bin外，说明样品的反面的色坐标与正面相差很大，而样品2和样品3的正反面的色坐标基本相同，符合国际标准。

　　将光源底端贴覆在散热器上，驱动电流110mA，点亮30min再测试器光通量，色温，色品坐标，如表二所示。

　　从表二可以看出，所有样品的正反面的色温均上升，说明荧光粉的热淬灭效应大于芯片，热辐射的温度大于芯片的温度；光通量均有均有下降，下降幅度为8%-10%左右，由于稳态下，基板温度高于瞬态测试温度，故其光通量表现为下降。

图4：稳态测试样品正反面落点图

　　图4为稳态下，正反面测试落bin图， 从图可以发现落点更集中，但是样品1的反面落点仍在bin外，其余的落点都在正常范围内。说明稳态测试样品正反面仍然满足国际标准。

　　采用分布式光度计测试所有样品正反面的发光角度和强度，如图5所示。

图5：所有样品正反面的C0-180面的发光角度和强度@30mA

　　从图5可以发现所有样品中样品1的正面是所有正面发光强度最强的，而样品2反面是所有反面发光强度最强的。

　　样品1和样品3反面发光强度基本相同； 所有样品的发光角度和形态相同，说明添加硅胶或扩散粉并不影响发光角度。

　　从发光强度数值分析，样品反面是正面发光强度的10%左右，样品2的反面发光强度是正面的15%左右，样品3的反面发光强度是正面的9%左右。

　　正反面强度相加发现，样品1整体的发光强度最大，样品2整体发光强度是样品1的80%左右，而样品3整体发光强度是样品1的60%左右。与上述积分球测试的光通量比例基本相同。

　　结论

　　采用3种工艺制备立体发光LED灯片，通过对其光通量、色温、色坐标和发光角度研究发现：

　　直接正面涂覆荧光粉的工艺制备出的LED立体发光光源（样品1）总体光通量最高，但正面反光通量相差近10%，且色温和色坐标相差很大，不适合实际生产；

　　先涂覆硅胶再涂覆荧光粉工艺制备的产品虽然光通量没有样品1高，但其正反面色温、色坐标和光分布相差很小，适合制备高质量LED立体发光光源；

　　先涂覆掺杂扩散粉的硅胶再涂覆荧光粉胶工艺制备的产品虽然正反面色温、色坐标相差不大，但是总体光通量很低只有样品1的60%，样品2的75%。