浅谈荧光粉沉淀技术对产品光型的影响

随着国内LED产业链的日益成熟，产品原物料性能不断优化，各LED封装厂家产品性能差异逐步减小，为争夺市场份额，价格战持续上演，产品降价不断刷新记录。产品物料最优组合，设备规模化生产等成为行业赚取利润的重要方式，同时产品工艺的细节提升，也将是封装产品性能稳定的重要因素，稳定决定成败，细节决定发展。

兆驰节能COB研发中心戴晓东走访了部分客户，大部分应用技术人员预测，COB沉淀工艺产品应用将会大爆发，因为国际大部分知名COB厂商均使用此工艺，外观高端大气，上档次，产品胶体温度低，相同发光面产品功率可进一步提升，光密度更大，优势明显，随着大部分国内COB厂商均可批量生产沉淀产品，国际COB大厂的优势逐步降低。

那么此工艺对产品光型是否有质的改变？在此，笔者浅谈荧光粉沉淀技术对产品光型的影响。

蓝光芯片激发荧光粉是目前最常规的白光制作方法，理想状态，均匀分布的荧光粉受均匀的蓝光激发，出光面将导出均匀的白光，产品光型完美，如图一。但目前大部分COB产品并非如此，较大的发光面芯片少，功率低，芯片周围荧光粉被充分激发，颜色偏白或偏蓝，与芯片距离相对较远的荧光粉不能完全激发，颜色偏黄，如图二，从而导致出光不均匀问题，如黄斑，蓝心等等异常。

通常我们可通过修改发光面或增加芯片数量，优化芯片排列，优化胶面结构等方式解决。成品应用端可通过透镜光学设计，增加晒纹，磨砂处理等方式进行优化，但通过设计二次光学透镜优化产品光型会牺牲太多光通量，同时设计开模高额投入蚕食企业利润，因此灯珠的最佳设计是整灯高性价比的关键，我们不仅关注灯具的外形设计，我们更注重产品的光品质在功率、热量、光型、价格等综合考量下我们面临灯珠选择，其中可能会考虑沉淀工艺灯珠效果，具体光型效果如何，还需要根据透镜（反光杯）进行组合试验或模拟试验。

笔者多次进行透镜配光发现，荧光粉沉淀工艺产品光型的均匀度比常规工艺差，光型边缘呈现锯齿状，光型局部蓝斑明显等等问题，这似乎让我们失望，沉淀工艺并没有给我们带来光照的完美效果，当然沉淀工艺产品光型也是可以优化，但会牺牲亮度，增加成本。

部分透镜制作商坦言，COB产品荧光粉变薄，给透镜（反光杯）的设计带来挑战，透镜需要更复杂的光学处理杂光。因为部分透镜成像问题明显，根据凸透镜或菲涅尔成像原理，产品光型会还原灯珠的内部结构，沉淀工艺产品荧光粉沉入基板底部，胶面变得更清晰透彻，芯片排列更明显，当透镜成像问题明显，沉淀工艺将比常规不沉淀工艺更难配光。其中部分产品甚至出现蓝斑。

笔者始终认为，解决问题的关键是弄清问题的来源及本质，需要从源头解决问题，中途补救措施只能当临时对策，通用性不强。下面将对沉淀工艺及常规工艺的荧光粉分布进行微观剖析：

常规不沉淀产品出光均匀，如图一，芯片周围及上方均有荧光粉分布，出光相对均匀；沉淀工艺产品出光有蓝斑，如图二，常规芯片为五面出光，芯片上方有荧光粉覆盖，但芯片四个侧面无荧光粉包裹，其他荧光粉沉入基板底部，封装胶无荧光粉，芯片侧面蓝光直接导出胶面，成为光型中的蓝斑。

面对沉淀工艺产品对光型的影响，如何改善？

笔者总结几点改善方法：

1. 芯片高度选择

为增加芯片亮度，部分芯片厂商通过加厚芯片增加出光面，提高亮度，沉淀工艺产品不宜使用太厚的芯片；

2. 荧光粉厚度控制

控制荧光粉沉淀的程度，保持芯片侧面有荧光粉包裹，芯片无蓝光溢出；

3. 芯片密度调整

高密度产品芯片间距小，光密度大，如果使用沉淀工艺也是巧妙解决了光型问题，如下图所示，图一产品芯片间距小，无芯片侧面蓝光溢出问题，产品光型好，图二产品则出现明显不均匀光斑。但芯片密度太大，芯片侧面的光将无法导出，导致产品光效偏低问题，芯片利用率不高，即增加成本。

4. 产品工艺的选择

高密度蓝光照在荧光粉上，荧光粉受蓝光激发会以光和热的形式转化能力，光可轻易导出胶体，但热难以散发，其原因是硅胶导热性能差，荧光粉的热量无法快速导出，从而导致胶体温度高，COB产品老化胶裂等问题其实跟胶体温度关系甚大，所以高瓦数、高密度产品使用沉淀工艺，其胶体热量小，芯片侧面也无明显蓝光溢出，效果完美。但小瓦数产品胶体温度低，使用沉淀工艺意义不大，产品光型也无优势，建议根据产品光密度，胶体温度大小进行工艺取舍。