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LED封装发展趋势解读:技术研发才是正途

导读: LED封装主要是提供LED芯片一个平台,让LED芯片有更好的光、电、热的表现,好的封装可让LED有更好的发光效率与好的散热环境,好的散热环境进而提升LED的使用寿命。

         LED节能灯由景观性照明扩展到功能性照明,最终由室外进入家居是大势所趋。'石家庄华威凯德科技发展有限公司总经理张玉森表示,LED灯寿命长、响应快的特点,也非常适合开展智能化应用。例如,用红外线控制的LED走廊灯、起夜灯、楼梯灯等,不用拼命拍掌、跺脚、咳嗽,非常方便。

  近日,通过走访北京的十里河、瑞丰国际、万家灯火等多家灯具市场发现,LED家居照明产品开始大量涌入灯具市场。'LED灯价格较高,影响了消费者的购买欲望。'北京万家灯火灯具城一位经销商表示,例如在北京的市场上,3瓦的LED灯售价为20元,7瓦的飙升到90元;而节能荧光灯通常10元左右就能买到,白炽灯仅售1元钱。

        目前,LED灯光还不适合做主照明。'用过LED吸顶灯的北京市民刘先生说,LED灯确实省电环保,但是太亮、太晃眼,不得已又换回了普通的节能灯。

  目前,国内的LED家用照明灯仍然存在一些问题。一是散热问题,目前国内工艺多用铝质散热器,这种散热器如果与LED芯片贴得不紧,就会影响LED灯寿命;二是光亮度的调级问题,这需要一种控制器来调节。如果国内的企业只关心'跑马圈地',不把心思放在技术研发和满足市场需求上,LED节能灯就难以真正进入家居市场。
 

         LED封装原理

         LED封装主要是提供LED芯片一个平台,让LED芯片有更好的光、电、热的表现,好的封装可让LED有更好的发光效率与好的散热环境,好的散热环境进而提升LED的使用寿命。LED封装技术主要建构在五个主要考虑因素上,分别为光学取出效率、热阻、功率耗散、可靠性及性价比(Lm/$)。

        以上每一个因素在封装中都是相当重要的环节,举例来说,光取出效率关系到性价比;热阻关系到可靠性及产品寿命;功率耗散关系到客户应用。整体而言,较佳的封装技术就是必须要兼顾每一点,但最重要的是要站在客户立场思考,能满足并超出客户需求,就是好的封装。

         针对LED的封装材料组成,林治民详细解说道,LED封装主要是由基板、芯片、固晶胶、荧光粉、封装胶等组成,我们先将芯片利用固晶胶黏贴于基板上,使用金线将芯片与基板作电性连接,然后将荧光粉与封装胶混合,搭配不同荧光粉比例,以及适当的芯片波长可得到不同的颜色,最后将荧光粉与封装胶的混合体灌入基板中,加热烘烤使胶材固化后,即完成最基本的LED封装。

          LED封装四大发展趋势

          LED封装技术主要是往高发光效率、高可靠性、高散热能力与薄型化发展。从芯片来看,目前最普遍的是水平式芯片,比较高端的厂商则研发垂直式芯片与覆晶型芯片,原先水平式LED使用蓝宝石基板,散热能力较差,且在高电流驱动下,光取出效率下降幅度也较大。因此,为了降低LED成本,高电流密度的芯片设计便以获取更多的光输出为主要研究方向,在这样的考虑下,使用垂直式封装的芯片便成为下一课题,此类芯片使用硅等高散热基板,在高电流操作下有更好的散热效率,所以也有更高的光输出,但由于制作流程复杂,工艺良率过低,以致于无法达到理想的高性价比,由此可知,在高瓦数封装上,工艺良率所导致的价格因素也是一大考虑。

        台积电子公司采钰科技便是专攻晶圆级高功率LED硅基封装技术的业者。该公司在2010年已打入中国路灯市场,2011年更将重心放在室内照明球泡灯产品上。采钰科技LED技术研发处长李豫华表示,以8吋磊晶计算,目前采钰封装产能为单月2千片、相当于400万颗,去年产品成功打入中国路灯产品,量大的时候甚至单月出货量高达70-80万颗。

          LED封装技术目前主要往高发光效率、高可靠性、高散热能力与薄型化四个方向发展,目前主要的亮点有硅基LED和高压LED,硅基LED之所以引起业界越来越多的关注,是因为它比传统的蓝宝石基底LED的散热能力更强,因此功率可做得更大,Cree就重点在发展硅基LED,它目前存在的主要问题是良率还较低,导致成本还偏高。

           高压LED是另一大亮点,它因可大幅缩小DC-DC降压电路的输入输出压差,而进一步提升LED驱动电源的效率,这可有效降低LED灯具对散热外壳的要求,从而降低LED灯具的总体成本。目前Cree、Osram和亿光都在发展高压LED工艺。亿光电子((Everlight)研发二处处长林治民表示:“未来亿光将扩大研发应用高压LED的产品,整合更多的组件,以打造简便应用之微小光引擎,为降低灯具成本,为固态照明的普及尽一份心力。”

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