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照明希望之星-共晶EMC封装的崛起

导读: aitz定律作为LED行业技术发展驱动力,其正确性不断得到印证,该定律表明LED价格每10年将变为原来的1/10,性能则提高20倍。LED的发展也验证了该定律,甚至性价比提升的速率超过该定律的预测。2013年,LED照明已经成为LED行业发展新的引擎,并将超过背光市场。

  Haitz定律作为LED行业技术发展驱动力,其正确性不断得到印证,该定律表明LED价格每10年将变为原来的1/10,性能则提高20倍。LED的发展也验证了该定律,甚至性价比提升的速率超过该定律的预测。2013年,LED照明已经成为LED行业发展新的引擎,并将超过背光市场。为了撬动巨大的照明市场,使LED照明产品在寻常百姓家璀璨绽放,各大LED公司使尽浑身解数,以技术驱动为核心共同推动LED行业高速发展。

  LED光源作为LED照明产品核心,这些年来取得了长足发展。然则,LED光源的发展与封装辅材休戚相关,这些辅材包括LED支架、固晶胶、荧光粉和点粉胶等,每一次封装原物料的革新,均会引发LED光源领域的革命。随着行业的发展,LED产品光电转换效率已经超过绝大部分传统照明光源,LED从业人员的注意力逐渐从lm/W转向lm/$,性价比成为LED核心竞争力。

  表贴式(SMD)的封装形式受到市场的青睐。该系列产品因体积小,适合大批量生产,性价比高,并兼容成熟的表面贴装工艺(SMT)而受到客户广泛支持。SMD封装形式的产品也随着支架材料的进步在不停地演进。单个封装器件的输入功率和发光强度在不停提升,对材料的耐热性要求越来越高。随着市场对lm/$指标的要求越来越高,提升lm/$的方向就落在芯片的大电流密度驱动,在小型的封装器件中使用,以降低单个封装的物料成本。在这种大的背景下,早期的PA6T、PA9T及PCT等支架塑胶材质已不能满足LED高品质需求,于是EMC(Epoxy Molding Compound)封装材料堂而皇之登入LED应用历史舞台。

  EMC中文名为环氧塑封料,又称环氧模塑料、是IC(Integrated Circuit)封装制造中的主要原材料之一。伴随着IC封装技术的发展,EMC作为主要的电子封装材料也得到了快速的发展。EMC以其高可靠性、低成本、生产工艺简单、适合大规模生产等特点,占据了整个微电子封装材料97%以上的市场。现在,EMC更是将触角伸至半导体器件、集成电路、消费电子、汽车、军事、航空等各个封装领域。EMC因其卓越的耐热性及适合大规模现代化生产,为其在LED封装应用领域提供极佳解决方案。

  EMC是采用改性Epoxy材料和蚀刻技术在Molding设备封装下的一种高度集成化的框架形式,蚀刻铜基板使得Epoxy与铜基板支架有更大的接触面积,且相对于PPA等热塑性塑胶EMC本身粘接力较强,使得EMC产品在防潮气及红墨水渗透方面优势得天独厚,该封装形式源于IC封装,却又有别于IC封装。由于材料和结构的变化,使得EMC产品具有高耐热性、抗UV、高度集成,承受大电流,体积小等显著特色。尤其是抗UV性能的大幅提升,使得EMC产品应用领域大幅扩展,可以应对室外照明及汽车照明等潮湿恶劣环境中,将对业已成熟的高端陶瓷封装产品形成有利冲击。

  IC领域的封装不考虑出光,以机械保护和气密性为目标,因而多以黑色EMC塑胶为主,然则应用于LED封装领域的EMC必须考虑高出光效率, EMC须为吸光小、反射率高的白色塑胶。作为全新的塑胶材料其研发难度高,导致目前该EMC材料只掌握在日立及少数几家技术实力雄厚的国际材料大厂中,上述公司持有EMC材料及封装专利,后进者囿于专利壁垒,短期内无法取得技术和市场的突破,因而EMC材料售价较高。市场反馈信息,已实现量产的日立EMC材料价格约为PA9T TA112塑胶的8~9倍,且EMC支架采用蚀刻工艺,其成本为冲压工艺的3~5倍,因而EMC支架普遍单价偏高,封装成品也比传统采用PPA及PCT塑胶的支架成品高。然则EMC较低的Epoxy膨胀系数使得超电流使用成为可能。EMC 3014已通过150mA可靠性测试,功率驱动到0.5W;EMC 3030封装驱动从350mA至600mA,功率从1W~2W不等,可靠性企业内部测试中。尽管单价较高,但驱动到更高功率,因而EMC产品可以轻松获得较高的lm/$值。

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