摘 要
随着世界科技水平的增加和能源问题的不断加剧，节能环保成为了新时代世界各国发展的一个主题。LED（light emitting diode）作为一种新型节能高效的环保光源，在越来越多的领域展现了其优异的应用特性，不断受到各国政府和各大企业的重视，在半导体照明及相关领域的投入和发展力度也越来越大，LED 发光效率的飞速提高昭示着第四代照明光源正在不断发展。
在 LED 的整体制备过程中，荧光粉的涂覆封装是十分关键的一道工序。当今主流的白光 LED 封装方法是将黄色的 YAG 荧光粉涂覆在蓝光 LED 芯片上，YAG荧光粉在吸收 460nm 左右的蓝光后受激辐射出 550nm 的黄光，黄光与未被吸收的蓝光混合出光后，通过混色原理，使人眼识别为白光。而在传统工艺中，主要通过将黄色荧光粉颗粒与透明固化胶（如硅胶、环氧胶等）混合，通过灌封、喷涂等方式进行涂覆，然而在这个操作工程中，由于荧光粉粉层厚度难以实现均匀可控化，导致成品 LED 出光均匀性差。同时，荧光粉粉层厚度的不可控性也导致同一批次器件之间的出光一致性有差异，对操作过程的精度要求较高。
基于水溶性感光胶的白光LED自适应保形涂层技术是在LED平面涂层技术基础上的优化和改进。本工艺采用聚乙烯醇（PVA）和重铬酸铵（ADC）作为感光体系。其中，聚乙烯醇是成膜剂，重铬酸铵是感光剂，二者与荧光粉按一定比例均匀混合后制备为粉浆。通过类似传统工艺中的点胶方法涂覆在蓝光 LED 芯片上，从而得到一层具有感光能力的荧光粉层。同时，由于该感光体系对蓝光 LED 芯片自身出光（波长在 460nm 左右）敏感，所以采用 LED 芯片自身发光的感光成型工艺进行自曝光，即芯片自身发光诱导感光体系交联聚合，通过自适应曝光过程得到形貌均匀可控、高匹配度的荧光粉粉层。考虑到在不同白光 LED 应用领域中对波长的不同需求，可以在工艺过程中调整曝光时间和曝光电流等相关参数加以实现。
自适应保形涂层工艺封装的 LED，由于荧光粉层与芯片之间的匹配度有明显提高，其空间色度一致性也得到了相应提升。与传统硅胶灌封工艺、硅胶荧光粉平面涂层工艺相比，出射光斑的色坐标波动更小，光色更均匀。
自适应保形涂层工艺还可以应用于多芯片集成 LED 模块的封装。由于模块反射杯碗的面积较大、荧光粉涂覆量较多，传统硅胶灌封工艺很难保证均匀的粉层浓度和粉层形貌，空间色度一致性成为封装的主要难题之一。而自适应保形涂层工艺由于存在自适应曝光步骤，将整个模块的所有芯片视作一个整体进行自适应曝光，从而实现了粉层与芯片之间较高的耦合度，出光光斑的色坐标较为均匀。
LED 芯片在工作状态中，结温会升高很多，与芯片直接接触的荧光粉粉层在接收热量后，激发波长发生改变，出光光色和出光效率都会受到影响。另外，LED的芯片出光中约有 40%会被被荧光粉粉层背向散射，其中很大一部分都会被直接接触的芯片再吸收，造成光效损失。自适应保形涂层悬空封装工艺采用硅胶稀释这一自主专利技术制备硅胶隔离层，将芯片与粉层隔离开；同时用等离子体活化工艺对芯片表面和硅胶隔离层表面进行表面活化，保证了器件稳定性。自适应保形涂层工艺所提供的高匹配度荧光粉粉层也保证了优秀的空间色度一致性和稳定的光效提升。悬空涂层的封装结构大大减少了 LED 出光背向散射造成的再吸收损耗，实现了光效的明显提升。
关键词：白光 LED，自适应保形涂层工艺，多芯片集成封装 LED 模块，等离子体去胶，悬空封装结构
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