在白色LED模塊需求以照明用途為中心不斷高漲的情況下，日本愛德克公司（IDEC）針對將組合藍(lán)色LED元件和黃色熒光材料實(shí)現(xiàn)白色光的模塊（偽白色LED模塊），開發(fā)出了新的制造工藝（圖1）＊1。新工藝與傳統(tǒng)工藝的不同在于通過樹脂封裝基板上LED元件的工序，將含有熒光材料的凝膠狀硅樹脂片材貼在LED元件上加熱封裝。與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝可將封裝工序所需時間縮短至1/9，而且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的品質(zhì)并簡化設(shè)備。
圖1：采用新工藝生產(chǎn)的LED模塊（a）以及凝膠狀樹脂片材（b）
通過組合使用藍(lán)色LED元件和黃色熒光材料來實(shí)現(xiàn)白色光。LED元件的封裝采用含有熒光材料的凝膠狀硅樹脂片材（日東電工制造）。
攝影：（a）為愛德克、（b）為日東電工
?。?：實(shí)現(xiàn)白色光的方式還包括組合使用光的三原色——紅色、綠色和藍(lán)色的LED元件。不過，其用途多為顯示器的光源。在照明用途中，偽白色LED模塊是主流。
沒有產(chǎn)生偏差的要因
圖2中是傳統(tǒng)工藝與新工藝之間的比較＊2。傳統(tǒng)工藝通過含有熒光材料的液狀樹脂來封裝LED元件。首先，在基板上的LED元件周圍形成用來阻擋樹脂流出的“壩”，并使其硬化。然后，攪拌液狀樹脂與熒光材料、澆注到基板上的壩內(nèi)。最后，對澆注的樹脂進(jìn)行熱硬化處理。整個封裝工序所需要的時間約為六個小時。
圖2：傳統(tǒng)工藝與新工藝在封裝工序上的比較
傳統(tǒng)工藝在整個封裝工序上（形成壩并使其硬化、攪拌樹脂和熒光材料、澆注液狀樹脂并使其硬化）需要花費(fèi)約六個小時。新工藝只需將凝膠狀片材貼在LED元件上進(jìn)行硬化即可，因此僅需40分鐘。由本刊根據(jù)愛德克的資料制作。
?。?：此外，還有通過含有熒光材料的固體樹脂片材來封裝LED元件的制造工藝。該制造工藝容易穩(wěn)定質(zhì)量，不過無法單獨(dú)通過固體樹脂片材進(jìn)行封裝，需要另外使用液體樹脂進(jìn)行封裝，因此生產(chǎn)效率較低。
但在這種制造工藝中，存在樹脂和熒光材料未均勻混合、熒光體在樹脂中沉淀、澆注的樹脂量多少不一等諸多會造成品質(zhì)不穩(wěn)定的問題，難以維持質(zhì)量。如果封裝工序的品質(zhì)不均，就會產(chǎn)生色度偏差，可能會影響LED模塊的性能。
而新工藝則是在基板上的LED元件上粘貼凝膠狀的樹脂片材、加熱至約150℃，經(jīng)過約40分鐘后片材硬化，由此完成封裝，因此可大幅縮短所需要的時間。而且，凝膠狀樹脂片材基本上不會出現(xiàn)熒光材料沉淀等會導(dǎo)致封裝工序質(zhì)量不均的因素，因此可以輕松提高作為LED模塊的性能。比如，關(guān)于前面提到的色度偏差，與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝可將偏差降至一半左右。而且，直至完成封裝的工序數(shù)量也很少，因此生產(chǎn)設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)簡化。
另外新工藝還改善了熱循環(huán)特性，雖然愛德克原本并沒有這方面的打算。以分別在低溫環(huán)境下（-55℃）和高溫環(huán)境下（85℃）暴露30分鐘為一個循環(huán)開展試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)工藝法生產(chǎn)的模塊在約200次循環(huán)后開始出現(xiàn)故障，而采用新工藝生產(chǎn)的模塊在2000多次循環(huán)后也沒有出現(xiàn)故障。
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