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技术进步促使LED封装技术改变之分析作者: 佚名来源:不详 时间:2008-01-25 关键词: 一、LED芯片效率的提升与LED应用技术的扩展必将会改变现有的LED封装技术 LED LAMP现有的封装形式为:DIP、SMD、TOP、SUPERFLUX、HIGHT POWER 目前各种封装形式的不足（热阻高、出光利用率低、最终应用结构匹配难） 未来芯片技术将会以提高效率降低成本、莹光粉技术以提高效率稳定性与演色指数为进步方向 LED芯片效率的提升将以阶段性成长为主,从10lm/w80lm/w、80lm/w100lm/w、100lm/w150lm/w、150lm/w200lm/w? 当技术进步到200lm/w时对比现有的芯片效率提升了4.5倍,芯片的发热量将大幅度减少(指同体积同面积比较) 二、LED封装形式的演变之路 我国发展半导体照明产业的蓝图(2005)技术指标LED2004LED2005LED2008LED2010LED2022白炽灯荧光灯发光效率(lm/W)25451102005001685寿命(khr)5205080200110光通量(lm/lamp)251305001600500012003400输入功率(W/lamp)1358107540单灯成本(￥/lamp)325033288080809575每千流明成本(￥/klm)1280111030014020407.4可渗透的照明市场1、低光通量要求领域2、手电筒 3、头灯白炽灯市场荧光灯市场所有照明领域1、所有照明领域2、HID领域三、LED芯片效率的提升将使芯片的面积不断减小可能的实现时间芯片面积类比光效(得到的光通量)实现的光效裸晶亮度2005.0640mil40mil60lm48lm/w2007.0638mil38mil60lm55lm/w2007.1232mil32mil60lm65lm/w2008.0628mil28mil60lm75lm/w2008.1224mil24mil60lm95lm/w2009.0620mil20mil60lm110lm/w2009.1018mil20mil60lm150lm/w2010.0616mil18mil60lm180lm/w2010.1214mil18mil60lm200lm/wLED芯片效率的提升将使芯片的面积不断减小四、LED封装技术将会发生的改变 由高光效技术的发展路线可以预见,现有的封装工艺与封装材料并不能适用于未来的封装要求。 由于芯片内量子效率的提升所以产生的热量会减少，芯片有源层的有效电流密度会大幅度上升。 芯片整体发热量减少了,所以对于封装形式的散热面积要求也会减少, 目前采用的厚重散热的封装结构将会发生大的变化。 LED芯片效率提高使芯片面积大幅度减小，从而改变封装的方式，使单一器件的光输出大大增加五、LED封装技术将会发生的改变 单颗LED的效率大幅度提升使得发热大幅度减少。出于制造成本与良率考虑，单颗高功率LED芯片面积也会大幅度减小（14mil=60LM）。 发热变少与应用上对单一LED光源的高光通量需求使集成化封装成为主流。 集成化封装LED器件的热聚集效应使LED器件的整体导热效率变得极为重要。 能够大幅度减低热阻的共晶焊接技术将成为LED芯片封装技术的主流（高导热银胶技术由于热阻大于共晶焊技术，本身Tg点温度过低无法使用回流焊方式进行应用生产所以无法成为封装技术的主流） 减低成本的需要使非金丝焊接技术将大规模应用（铝丝焊接、铜丝焊接、直接复合等技术将大量应用） 仿PC硬度的硅胶成型技术、非球面的二次光学透镜技术等出光技术都将成为LED封装技术的基础 定向定量点胶工艺、图形化涂胶工艺、二次静电喷莹光粉工艺、膜层压法三基色荧光粉涂布工艺、芯片沉积加压法等白光工艺都将应用在LED封装工艺中，将会改善LED器件的出光效率与光色分布。 六、LED器件效率与封装工艺的提升将使LED应用成本大幅度下降 依照目前以实现的LED技术发展可以预计未来三到五年，每100lm的LED价格将会下降到RMB2元。（即：现在的高品质2000Lm E27节能灯价格约为RMB2747元，则同样为2000Lm的LED节能灯的LED器件成本将为20元RMB，用LED制造的节能灯将直接威胁传统荧光管节能灯的市场，初次购买LED节能灯的成本将为大多数人所能接受。LED在新型照明系统中与传统光源相比体积占明显优势，保持这一优势有利于LED的应用设计及大规模推广七、现有的LED封装工艺 八、大功率LED封装的关键技术 大尺寸, 高效率外量子效率芯片 低电阻 高导热性 热匹配好的封装 高效荧光粉 高反射率以利于出光 智能驱动方式 低制造成本 九、LED高度自动化生产的现场 自动分光车间 自动成型车间 自动装片与焊线车间 注胶车间 十、LED封装未来工艺及装备的改变分析工序目前的工艺 目前的设备 存在的不足 未来可能的工艺 固晶 银胶粘着自动固晶机 热阻高共晶焊线 金丝球焊自动焊线机 成本高抗应力变形差铜线焊接或植球焊接点胶 环氧树脂+YAG荧光粉手动及半自动点胶机无法精确控制粉量及光色模造预成型粉胶层成型 环氧树脂模条成型自动成型机热阻高,UV特性及物理化学稳定性差模造注胶成型的硅胶透镜 测试 自动分光分色机 测试值与实际环境应用差别大电性能及光性能测试分选 自动分光分色机主要进行光色杂乱的大量分选 无需进行光色分选工序目前的工艺 目前的设备 存在的不足 未来可能的工艺 固晶 银胶粘着自动固晶机 热阻高共晶焊线 金丝球焊自动焊线机 成本高抗应力变形差铜线焊接或植球焊接LED封装设备及工艺的改变1 LED封装技术将会发生的改变2 结论 现有的LED封装技术及装备将会发生很大的改变。 未来LED封装工艺将会变得更简单，自动化程度将会变得更高，综合成本将会大副度下降。 LED封装企业将成为本次改变的推动者，向上推动LED芯片企业改变后段制造工艺，横向互动LED封装装备制造企业适应开发新的LED封装设备，向下推动灯具制造企业紧跟LED技术发展的趋势 在高光效低发热的新器件的应用上改变现有的笨重LED灯