暖白光LED光源色飄移機理分析

　　圖4（a）引腳SEM照片

　　圖4（b） 引腳部位的EDS分析圖譜　　筆者認為造成燈珠變色可能是由于其中的硅酸鹽橙粉發生衰減，導致橙紅光比例顯著下降，進而表現為由暖白光轉變為正白光。對于其變色機制，通過綜合上面的分析數據，筆者認為導致發生色偏的原因可能有以下幾個方面：

　　（1）由于有機硅材料存在一定的透水特性，使用過程中，在高溫作用下，水以水汽的狀態滲透進入硅膠，與其中硅酸鹽橙粉發生水解反應。

　　（2）焊接所用的錫膏中含有大量的S元素，生產過程中，S元素侵入膠體，與水汽相遇，在高溫狀態下，發生反應，反應式為：S(2-) +H2O →HS(-) +OH(-)[注：OH(-)括號中的“-”代表負一價]，如果HS(-)一旦形成，則會顯著加劇對硅酸鹽熒光粉的作用；

　　（3）使用過程中，環境氣氛中含有Cl(-)離子，一旦侵入，形成HCl，也會起到與HS相類似的作用，即加劇腐蝕熒光粉。

　　4.預防措施

　　通過上面的分析可見，硅膠作為熒光粉的包覆載體，對LED燈珠的穩定性其中至關重要的作用。本文結合世界應用，從以下幾個方面提出了預防措施。

　　首先要求膠體與支教之間必須形成良好的粘結，杜絕水汽和外界污染物從界面侵入。同時還要求膠體本身具有良好的隔離作用，目前市場上主要有兩大類有機硅材料，硅樹脂和硅膠，硅樹脂采用由于其內部的長鏈大分子的交聯度較高，其密封性明顯優于硅膠，對水汽的侵入具有良好的隔離作用。陷入如能控制水汽侵入，就可以避免與熒光粉粉體發生水解反應，從而顯著降低燈珠發生變色的概率。

　　第二方面應盡量選用低S的錫膏或焊料，同時在生產過程中，盡量生產環境的氣流暢通，避免S元素在局部空間發生富集；此外選用不含S元素的套管材料也是有效防護的措施之一；

　　第三方面，熱量是導致熒光粉發生變質反應的催化劑，從燈具結構、散熱材料等方面進行優化設計，提升散熱能力，降低工作溫度，對緩解變色也是重要的改進措施之一。

　　第四方面，可選用具有防水包覆處理的熒光粉。博睿光電開發的硅酸鹽橙粉（型號為BO591系列）即是采用的獨特的專利包覆技術，使得粉體表面形成疏水層避免水分子在熒光粉顆粒表面吸附，同時還有利于促進熒光粉在膠體中的分散，提升光色一致性，目前已經在眾多封裝企業中得到廣泛應用。

　　5.結論

　　本文采用EDS對變色的暖白光LED燈珠的不同部位進行了元素分析，結果顯示支架內部鍍銀層已經與S元素發生反應，由此說明從環境中侵入的S元素與水汽結合后形成的酸性產物可能是加劇其中硅酸鹽熒光粉的關鍵因素。

　　通過選用防水性性能優異的有機硅材料以及熒光粉可以從大幅度緩解燈珠變色問題。當然如能從源頭出發，開發出化學穩定性優異的熒光粉，就可以從根本接受這一問題，這也是我們熒光粉材料供應商需要長期關注的研究方向。