中國與國外LED封裝技術(shù)的差異

     隨著中國LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個較好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED顯示屏、廣色域液晶背光源等，中國的LED*秀封裝企業(yè)已能滿足其需求，先進封裝工藝生產(chǎn)出來的LED已接近國際同類產(chǎn)品水平。中國LED封裝企業(yè)在積極迎頭趕上，與國外技術(shù)的差距在縮小。

　　一：封裝生產(chǎn)及測試設備差異

　　LED硬燈條主要封裝生產(chǎn)設備包括固晶機、焊線機、封膠機、分光分色機、點膠機、智能烤箱等。五年前，LED電源自動封裝設備基本是國外品牌的天下，主要來自歐洲和臺灣，中國只有少量半自動固晶、焊線設備的供應。在過去的五年里，中國的LED驅(qū)動電源生產(chǎn)設備制造業(yè)有了長足的發(fā)展，如今自動固晶機、自動封膠機、分光分色機、自動點膠機、智能烤箱等均有廠家供應，具有不錯的性價比。

　　目前中國LED射燈封裝企業(yè)中，處于規(guī)模前列的LEDT5燈管封裝企業(yè)均擁有世界最先進的封裝設備，這是后發(fā)優(yōu)勢所決定的。就硬件水平來說，中國規(guī)模以上的LED節(jié)能燈封裝企業(yè)是世界上最先進的。當然，一些更高層次的測試分析設備還有待進一步配備。

　　因此，中國在封裝設備硬件上已具備世界領(lǐng)先水平，具備先進封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。

　　二：LED芯片差異

　　目前中國大陸的LED日光燈管企業(yè)約有十家左右，起步較晚，規(guī)模不夠大，最大的光擴散板企業(yè)年產(chǎn)值約3個億人民幣，每家平均年產(chǎn)值在1至2個億。

　　這兩年中國大陸的LED控制器企業(yè)發(fā)展速度較快，技術(shù)水平提升也很快，中小尺寸芯片(指15mil以下)已能基本滿足國內(nèi)封裝企業(yè)的需求，大尺寸芯片(指功率型W級芯片)還需進口，主要來自美國和臺灣企業(yè)，不過大尺寸芯片只有在LED進入通用照明后才能大批量應用。

　　PS擴散板封裝器件的性能在50%程度上取決于平板燈，平板格柵燈的核心指標包括亮度、波長、失效率、抗靜電能力、衰減等。目前國內(nèi)面板燈封裝企業(yè)的中小尺寸芯片多數(shù)選用國產(chǎn)品牌，這些國產(chǎn)品牌的芯片性能與國外品牌差距較小，背光源具有良好的性價比，亦能滿足絕大部分LED球泡燈應用企業(yè)的需求。

　　三：封裝輔助材料差異

　　封裝輔助材料包括支架、金線、環(huán)氧樹脂、硅膠、模條等。輔助材料是LEDT8燈管器件綜合性能表現(xiàn)的一個重要基礎(chǔ)，輔助材料的好壞可以決定面板燈導光板器件的失效率、衰減率、光學性能、能耗等。

　　目前中國大陸的封裝輔助材料供應鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應。但高性能的環(huán)氧樹脂和硅膠以進口居多，這兩類材料主要要求耐高溫、耐UV、優(yōu)異折射率及良好膨脹系數(shù)等。

　　隨著全球一體化的進程，中國面板燈擴散板封裝企業(yè)已能應用到世界上*新和*好的封裝輔助材料。

　　四：封裝設計差異

　　超薄燈箱的封裝形式主要有支架式LED、表貼式LED及功率型LED三大主類。

　　LED導光板的封裝設計包括外形結(jié)構(gòu)設計、散熱設計、光學設計、材料匹配設計、參數(shù)設計等。

　　亞克力導光板的設計已相對成熟，目前主要在衰減壽命、光學匹配、失效率等方面可進一步上臺階。

　　貼片式燈具導光板的設計尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD處在不斷發(fā)展之中，封裝支架尺寸、封裝結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、光學設計、散熱設計等不斷創(chuàng)新，具有廣闊的技術(shù)潛力。

　　燈具擴散板的設計則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中，使得功率型LED的結(jié)構(gòu)、光學、材料、參數(shù)設計也處于發(fā)展之中，不斷有新型的設計出現(xiàn)。

　　中國的LED封裝設計是建立在國外及臺灣已有設計基礎(chǔ)上的改進和創(chuàng)新。設計需依賴良好的電腦設計工具、良好的測試設備及良好的可靠性試驗設備，更需依據(jù)先進的設計思路和產(chǎn)品領(lǐng)悟力。目前中國的LED封裝設計水平還與國外行業(yè)巨頭有一定差距。

　　五：封裝工藝差異

　　LED封裝工藝同樣是非常重要的環(huán)節(jié)。例如固晶機的膠量控制，焊線機的焊線溫度和壓力，烤箱的溫度、時間及溫度曲線，封膠機的氣泡和卡位管控等等，均是重點工藝控制點。即使是芯片質(zhì)量好、輔材匹配好、設計優(yōu)異、設備精度高，如果是工藝不正確或管控不嚴，就會最終影響LED的可靠性、衰減、光學特性等。

　　隨著中國LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個較好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED顯示屏、廣色域液晶背光源等，中國的LED*秀封裝企業(yè)已能滿足其需求，先進封裝工藝生產(chǎn)出來的LED已接近國際同類產(chǎn)品水平。

　　六：LED器件性能差異

　　LED器件的性能指標主要表現(xiàn)在如下六方面：

　　①亮度或流明值；②光衰；③失效率；④光效；⑤一致性；⑥光學分布特性

　　1、亮度或者流明

　　2、光衰

　　一般研究認為，光衰與芯片關(guān)聯(lián)度不大，與封裝材料與工藝關(guān)聯(lián)度最大。影響光衰的封裝材料主要有固晶底膠、熒光膠、外封膠等，影響光衰的封裝工藝主要有各工序的烘烤溫度和時間及材料匹配等。

　　目前，中國LED封裝工藝經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，已有較好的基礎(chǔ)，在光衰的控制上已與國外一些產(chǎn)品匹敵。

　　3、失效率

　　失效率與芯片質(zhì)量、封裝輔助材料、生產(chǎn)工藝、設計水平和管理水平相關(guān)。

　　LED失效主要表現(xiàn)為死燈、光衰過大、波長或色溫漂移過大等。根據(jù)LED器件的不同用途要求，其失效率也有不同的要求。例如指示燈用途LED可以為1000PPM(3000小時)；照明用途LED為500PPM(3000小時)；彩色顯示屏用途LED為50PPM(3000小時)。

　　中國封裝企業(yè)的LED失效率整體水平有待提高。可喜的是，少量中國*秀封裝企業(yè)的失效率已達到世界水平。

　　4、光效

　　LED光效90%取決于芯片的發(fā)光效率。中國LED封裝企業(yè)對封裝環(huán)節(jié)的光效提高技術(shù)也有大量研究。

　　如果中國在大尺寸瓦級芯片的研發(fā)生產(chǎn)上取得突破及量產(chǎn)，將會極大促進功率型封裝器件光效的提高。

　　5、一致性

　　LED的一致性包括波長一致性、亮度一致性、色溫一致性、衰減一致性等。

　　前三項一致性是可以通過投料工藝控制和分光分色機篩選達到的。前三項水平來說，中國LED封裝技術(shù)與國外一致。

　　角度一致性往往難以分選出來，需通過優(yōu)化設計、物料機械精度控制、生產(chǎn)制程嚴格控制來達到。例如，LED全彩顯示屏用途的紅、綠、藍三種橢圓形LED的角度一致性控制非常重要，決定性地影響LED全彩顯示屏的色彩品質(zhì)，成為LED器件的一項高端技術(shù)。

　　衰減一致性也與物料控制和工藝控制有關(guān)，包括不同顏色LED的衰減一致性和同一顏色LED的衰減一致性。

　　一致性的研究是LED封裝技術(shù)的一個重要課題。

　　中國部分LED封裝企業(yè)在LED一致性方面的技術(shù)已與國際接軌。

　　6、光學分布特性

　　LED是一個發(fā)光器件。對于很多LED應用用途來說，LED的光形分布是一個重要指標，決定了應用產(chǎn)品二次光學的設計基礎(chǔ)，也直接影響了LED應用產(chǎn)品的視覺效果。

　　例如，LED戶外顯示屏使用的LED橢圓形透鏡設計能夠使顯示屏在角度變化時亮度變化平穩(wěn)并有較大視角，符合人的視覺習慣。又如，LED路燈的光學要求，使得LED的一次光學設計和路燈的二次光學設計必須匹配，達到*佳路面光斑和*佳發(fā)光效率。

　　通過計算機光學模擬軟件來進行設計開發(fā)是常用的手段。中國LED封裝企業(yè)在積極迎頭趕上，與國外技術(shù)的差距在縮小。