中心議題：

• 色溫可調LED的封裝技術
• 色溫可調LED的性能測試

LED 以其優良的性能結合智能控製係統
，被越來越多地應用於室內外照明場合，但同時也對其色溫、顯色指數等色度指標提出了新的要求。為了應對這種挑戰，設計了一種新型的色溫可調LED

，利用大功率LED芯片結合金屬基板封裝出了色溫可調的暖白光高顯色指數LED樣品
，對其發光光譜


、色溫和顯色指數隨電流的變化進行了測試
，發現LED 的光譜有三個峰值，色溫可從5000K 變化到3300K,涵蓋了冷色光到暖色光的範圍，顯色指數可從68 增加到90 以上，能夠滿足室內照明的要求。將這種色溫可調的LED 應用於筒燈
，測試了其發光效果和散熱性能
，表明LED具有發光麵均勻
、無眩光
，熱阻小等特點，特別適合用於筒燈等室內照明場合。

1 引言

自從藍光LED 被發明以來，人們開始研發各種大功率白光LED封裝技術
，希望白光LED能夠取代傳統的照明光源。目前市場上白光LED 生產技術主要分為兩大主流

，第一為利用熒光粉將藍光LED或紫外LED 所產生的藍光或紫外光分別轉換為雙波長或三波長白光，此項技術稱之為熒光粉轉換白光LED;第二類則為多芯片型白光LED,經由組合兩種（或以上）不同色光的LED 組(zu)合(he)以(yi)形(xing)成(cheng)白(bai)光(guang)。第(di)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)得(de)到(dao)中(zhong)高(gao)色(se)溫(wen)的(de)白(bai)光(guang)，對(dui)於(yu)暖(nuan)色(se)溫(wen)顯(xian)色(se)性(xing)較(jiao)差(cha)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)，通(tong)常(chang)加(jia)入(ru)紅(hong)色(se)熒(ying)光(guang)粉(fen)，但(dan)紅(hong)色(se)熒(ying)光(guang)粉(fen)的(de)激(ji)發(fa)效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di)

，導(dao)致(zhi)整(zheng)體(ti)光(guang)效(xiao)偏(pian)低(di)。第(di)二(er)種(zhong)方(fang)法(fa)需(xu)要(yao)分(fen)別(bie)給(gei)三(san)種(zhong)芯(xin)片(pian)供(gong)電(dian)
，驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)複(fu)雜(za)，且(qie)三(san)種(zhong)芯(xin)片(pian)的(de)老(lao)化(hua)衰(shuai)減(jian)不(bu)一(yi)致(zhi)，長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)會(hui)導(dao)致(zhi)色(se)溫(wen)偏(pian)移(yi)。

2 色溫可調LED的封裝

LED 的封裝技術實際上是借鑒了傳統的微電子封裝技術
，但LED 有其獨特之處
，又不能完全按照微電子封裝去做。整個LED 封裝工藝主要包括封裝原料的選取
、封裝結構的設計

、封裝工藝的控製以及光學設計與散熱設計，概括來講就是熱- 電- 機-光（T.E.M.O.），如圖1 所示，這是LED封裝的關鍵技術。

圖1 LED 封裝關鍵技術傳統的多芯片集成封裝多是將LED 芯片按照一定的規則固定在電路板上，如鋁基覆銅板、陶瓷電路板等，由於鋁基覆銅板、銅基覆銅板價格低廉而被廣泛應用，但它們也有固有的缺點。它們通常由電路層（銅箔層）、導熱絕緣層和金屬基層壓合而成
，但導熱絕緣層的導熱係數極低
，成為電路板的導熱瓶頸，導致電路板整體的導熱係數隻有1.5W/m.K 左右。陶瓷電路板導熱性能好，但存在成本高、不宜加工、脆性較大等缺點，並且在LED器件整體成本中占的比重較高，其應用也受到了限製。為了解決上述問題
，開發了一種LEDfengzhuangjiegou
，zailvjifutongbandegujingweizhikaishechuangkou，xuyaohanxiandeweizhifangzhihanpan，jiangyikuaiyulvjifutongbanxingzhuangyiyangdelvbantieyulvjifutongbanzhixia，jiangLED芯片置於穿過窗口的區域上
，這樣可大大提高LED的散熱性能。

LED 的結構設計是關係封裝出的產品是否能夠滿足使用要求的基礎，本文設計的LED 主要包括：封裝基板
、藍光LED 芯片、紅光LED 芯片和黃綠色熒光粉
，封裝基板由鋁基覆銅板和鋁板組成
，如圖2 所示。

良好的封裝工藝是決定器件性能、可靠性和壽命的關鍵。本文采用的方法為：封裝基板采用具有高導熱率的鋁基覆銅板和鋁板
，芯片粘接在鋁板上，LED 芯片采用功率型W級正裝芯片，芯片與封裝基板采用高導熱的銀膠粘接（導熱係數大於25W/m.K），通過引線鍵合、塗熒光粉、固化等工藝完成整體封裝。
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3 色溫可調LED的性能測試

圖3為采用遠方HASS-2000高精度快速光譜輻射計測量得到的色溫可調LED 的光譜圖，從圖中可以看出

，隨著紅光LED 電流的變化（從0 到450mA）
，LED 的相對光譜也會隨之變化，LED 的光譜有三個峰值
，分別在450nm、550nm和628nm,暖色溫的發光效率大於68lm/W,冷色溫的發光效率達到87lm/W。

圖4 列出了色溫可調LED 的色區分布隨紅光LED 電流的變化，表1 列出了色溫可調LED 的光學性能參數隨紅光LED 電流的變化
，可以看出，紅光LED 不加電流的情況下

，LED 的色溫為5 000K,在冷色溫BIN區
，隨著紅光LED電流的逐漸增加，LED模塊的色溫會呈現一個連續的變化

，從冷光5 000K到暖光3 375K,同時LED 的顯色指數會逐漸升高，最高可達90 以上
，完全能夠滿足照明場所對顯色指數的要求。

集成封裝的LED,由於工作電流較大，工作時產生大量的熱量
，積聚在pn 結內部的熱如不及時傳導出去，將導致器件溫度升高，溫度對LED的性能產生重要的影響
，如色溫變化、波長紅移、正向壓降等。圖5 所示為色溫可調LED的應用效果，將封裝好的色溫可調LED模塊安裝到100mm筒燈上，紅光LED加上不同的電流
，得到筒燈的發光效果。筒燈連續點亮30min 後
，測試筒燈上散熱器溫度為38℃，鋁基覆銅板上的溫度為38.5℃（室溫25.2℃），說明色溫可調LED 具有良好的散熱性能。

4 結論

本文介紹了一種新型的色溫可調LED，利用大功率LED 芯片結合金屬基板封裝出了色溫可調的暖白光高顯色指數LED樣品，測試了LED的光譜性能、色溫、顯色指數隨驅動電流的變化，結果顯示，LED色溫可在3300K到5000K連續變化，顯色指數可達90以上
，同時具有優良的散熱性能，完全能夠滿足照明場所對色溫以及顯色指數的要求，具有廣闊的應用前景。