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中国LED封装技术与国外的差异[1]

2014-4-3  来源:OFweek技术文库  有4583人阅读

在过去的五年里,外资LED 封装企业不断内迁大陆,内资封装企业不断成长发展,技术不断成熟和创新。在中低端LED 器件封装领域,中国LED 封装企业的市场占有率较高,在高端LED 器件封装领域,部分中国企业有较大突破。随着工艺技术的不断成熟和品牌信誉的积累,中国LED 封装企业必将在中国这个LED 应用大国里扮演重要和主导的角色。

  0 前言

  LED 产业链总体分为上、中、下游,分别是LED 外延芯片、LED 封装及LED 应用。作为LED 产业链中承上启下的LED 封装,在整个产业链中起着无可比拟的重要作用。基于LED 器件的各类应用产品大量使用LED 器件,如大型LED 显示屏、液晶显示器的LED背光源、LED 照明灯具、LED 交通灯和汽车灯等,LED 器件在应用产品总成本上占了40至70,且LED 应用产品的各项性能往往70 以上由LED 器件的性能决定。

  中国是LED封装大国,据估计全世界80 数量的LED 器件封装集中在中国,分布在各类美资、台资、港资、内资封装企业。

  在过去的五年里,外资LED 封装企业不断内迁大陆,内资封装企业不断成长发展,技术不断成熟和创新。在中低端LED 器件封装领域,中国LED 封装企业的市场占有率较高,在高端LED 器件封装领域,部分中国企业有较大突破。随着工艺技术的不断成熟和品牌信誉的积累,中国LED 封装企业必将在中国这个LED 应用大国里扮演重要和主导的角色。

  下面从LED 封装产业链的各个环节来阐述这些差异。

  1 封装生产及测试设备差异

  LED 主要封装生产设备包括固晶机、焊线机、封胶机、分光分色机、点胶机、智能烤箱等。五年前,LED 自动封装设备基本是国外品牌的天下,主要来自欧洲和台湾,中国只有少量半自动固晶、焊线设备的供应。在过去的五年里,中国的LED 生产设备制造业有了长足的发展,如今自动固晶机、自动封胶机、分光分色机、自动点胶机、智能烤箱等均有厂家供应,具有不错的性价比。

  LED 主要测试设备包括IS 标准仪、光电综合测试仪、TG 点测试仪、积分球流明测试仪、荧光粉测试仪等及冷热冲击、高温高湿等可靠性试验设备。除标准仪主要来自德国和美国外,其它设备目前均有国产厂家生产供应。

  目前中国LED 封装企业中,处于规模前列的LED 封装企业均拥有世界最先进的封装设备,这是后发优势所决定的。就硬件水平来说,中国规模以上的LED 封装企业是世界上最先进的。当然,一些更高层次的测试分析设备还有待进一步配备。

  因此,中国在封装设备硬件上已具备世界领先水平,具备先进封装技术和工艺发展的基础。

  2 LED 芯片差异

  目前中国大陆的LED 芯片企业约有十家左右,起步较晚,规模不够大,最大的LED芯片企业年产值约3 个亿人民币,每家平均年产值在1 至2 个亿。

  这两年中国大陆的LED 芯片企业发展速度较快,技术水平提升也很快,中小尺寸芯片(指15mil 以下)已能基本满足国内封装企业的需求,大尺寸芯片(指功率型W 级芯片)还需进口,主要来自美国和台湾企业,不过大尺寸芯片只有在LED 进入通用照明后才能大批量应用。

  LED 封装器件的性能在50 程度上取决于LED 芯片,LED 芯片的核心指标包括亮度、波长、失效率、抗静电能力、衰减等。目前国内LED 封装企业的中小尺寸芯片多数选用国产品牌,这些国产品牌的芯片性能与国外品牌差距较小,具有良好的性价比,亦能满足绝大部分LED 应用企业的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已与国外品牌相当,通过封装工艺技术的配合,已能满足很多高端应用领域的需求。

  3 封装辅助材料差异

  封装辅助材料包括支架、金线、环氧树脂、硅胶、模条等。辅助材料是LED 器件综合性能表现的一个重要基础,辅助材料的好坏可以决定LED 器件的失效率、衰减率、光学性能、能耗等。

  目前中国大陆的封装辅助材料供应链已较完善,大部分材料已能在大陆生产供应。但高性能的环氧树脂和硅胶以进口居多,这两类材料主要要求耐高温、耐UV、优异折射率及良好膨胀系数等。

  随着全球一体化的进程,中国LED 封装企业已能应用到世界上最新和最好的封装辅助材料。

  4 封装设计差异

  LED 的封装形式主要有支架式LED、表贴式LED 及功率型LED 三大主类。

  LED 的封装设计包括外形结构设计、散热设计、光学设计、材料匹配设计、参数设计等。

  支架式LED 的设计已相对成熟,目前主要在衰减寿命、光学匹配、失效率等方面可进一步上台阶。

  贴片式LED 的设计尤其是顶部发光TOP 型SMD 处在不断发展之中,封装支架尺寸、封装结构设计、材料选择、光学设计、散热设计等不断创新,具有广阔的技术潜力。

  功率型LED 的设计则是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造还处于发展之中,使得功率型LED 的结构、光学、材料、参数设计也处于发展之中,不断有新型的设计出现。

  中国的LED 封装设计是建立在国外及台湾已有设计基础上的改进和创新。设计需依赖良好的电脑设计工具、良好的测试设备及良好的可靠性试验设备,更需依据先进的设计思路和产品领悟力。目前中国的LED 封装设计水平还与国外行业巨头有一定差距,这也与中国LED 行业缺乏规模龙头企业有关,缺乏有组织、有计划的规模性的研发设计投入。

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