【研究報告 | LED照明行業(yè)研究報告】

　　摘要：作為LED產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，LED封裝具有廣闊的市場空間。但目前其技術(shù)復(fù)雜且種類較多。本文將探討幾種主要LED封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)而對未來LED封裝的技術(shù)趨勢進(jìn)行分析。

　　在LED產(chǎn)品的制作過程中，需要對LED芯片及電極進(jìn)行保護(hù)，從而就出現(xiàn)了封裝技術(shù)。LED封裝是一項涉及光學(xué)、機(jī)械學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科的復(fù)雜技術(shù)，其功能主要包括降低芯片結(jié)溫，提高LED性能;對交流/直流轉(zhuǎn)變進(jìn)行管理以及電源控制;提升出光效率，優(yōu)化光束分布;提高機(jī)械可靠性等。

　　主要技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　(1)SMD封裝

　　SMD封裝技術(shù)即表面貼裝器件，它是SMT(表面黏著技術(shù))元器件中的一種。在目前封裝技術(shù)中，SMD憑借技術(shù)成熟穩(wěn)定、制造成本低、散熱效果好、維修方便等優(yōu)勢，占據(jù)封裝市場的主流，特別是2835型的封裝型式已經(jīng)占據(jù)了當(dāng)下絕大部分照明市場，短期來看SMD在LED封裝技術(shù)中仍處于主要地位。但由于防護(hù)等級低、LED燈壽命短、 面罩易損等問題，已是無法滿足現(xiàn)在市場的需求，預(yù)計未來占有比率將逐步降低。

　　(2)COB封裝

　　當(dāng)前COB封裝技術(shù)逐漸得到推廣，憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢，COB在未來將會繼續(xù)滲透。COB封裝技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，其省去了支架表貼焊接環(huán)節(jié)，COB封裝工藝可以直接把LED裸芯片固定在焊盤上面，因而在散熱面積方面比傳統(tǒng)封裝工藝來的大，加上材料綜合熱傳導(dǎo)系數(shù)較高，散熱性能較好，從而保證了COB封裝的高可靠性。COB封裝無需燈珠面過回流焊環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)封裝工藝回流焊爐內(nèi)高溫導(dǎo)致LED芯片及焊線失效的情況。此外，COB的一大優(yōu)勢在于能夠與其它元器件集成封裝式的光引擎，未來集成封裝式光引擎有望成為COB的主流技術(shù)之一。

　　然而，作為一種新技術(shù)，COB在小間距LED行業(yè)積累不足，工藝細(xì)節(jié)有待提升、市場主要產(chǎn)品暫時處于成本劣勢階段。

　　(3)CSP 封裝

　　CSP的全名為芯片級封裝，其無封裝制程，無需傳統(tǒng)封裝工藝中必要的支架、金線等主要部件材料，也無需固晶、焊金線等主要的封裝裝備。CSP的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：把封裝體積與LED芯片維持一致，亦或是封裝體積不高于LED芯片20%的同時，LED仍能具備完整功能的封裝器件，而CSP技術(shù)所追求的是在器件體積盡可能微縮、減小，卻仍須維持相同芯片所應(yīng)有的光效，而關(guān)鍵器件體積減小后最直接的特點就能實現(xiàn)低成本、小發(fā)光面積、更長組件使用壽命的設(shè)計目的，再加上小體積器件也表示二次光學(xué)的相關(guān)光學(xué)處理優(yōu)化彈性更高、處理成本更低，制成的燈具產(chǎn)品能在極小光學(xué)結(jié)構(gòu)實踐最高亮度與最大發(fā)光角度。

　　CSP技術(shù)發(fā)展至今存在兩種技術(shù)路線：單面發(fā)光與五面發(fā)光。最早三星LED為了實現(xiàn)大尺寸背光用途，使用相對簡單的五面發(fā)光技術(shù)，此外還有首爾半導(dǎo)體走該路線。在單面發(fā)光技術(shù)方面，主要有日亞以及亮銳在做CSP產(chǎn)品。單面發(fā)光需要在器件的側(cè)面鍍反射膜，工藝復(fù)雜且成本較高，但產(chǎn)品高端、應(yīng)用前景好，是未來CSP技術(shù)發(fā)展的趨勢。

　　目前在單面發(fā)光CSP技術(shù)上，日亞化學(xué)處于領(lǐng)先地位，單面發(fā)光技術(shù)與SMD相比，除了目前價格高外，在電子產(chǎn)品的手機(jī)照相機(jī)閃光燈、液晶背光等幾乎一系列應(yīng)用上都擁有優(yōu)勢，隨著大批量CSP制造技術(shù)成熟，CSP會持續(xù)滲透到更多的照明應(yīng)用中去。

　　從國內(nèi)廠商來看，其CSP的亮度表現(xiàn)已接近日韓水平，目前市場上1W級的產(chǎn)品光效能夠到達(dá)205lm/W(350mA，cRI80+，5000K)，3W級的產(chǎn)品光效能夠達(dá)到190lm/W(750mA，cRI70+，5000K)，而5W級的產(chǎn)品光效可以到達(dá)170lm/W(1200mA，CRI70+，5000K)，而且性價比方面較日韓產(chǎn)品高得多，但因為品牌和專利等原因，目前難以進(jìn)入汽車照明或閃光燈市場等主流應(yīng)用市場。

　　封裝技術(shù)發(fā)展趨勢

　　LED封裝工藝的選擇主要取決于芯片的結(jié)構(gòu)、成本、機(jī)械特性、光電特性以及具體應(yīng)用等因素。經(jīng)過多年發(fā)展，LED封裝工藝經(jīng)歷了支架式(Lamp LED)、貼片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)、COB以及CSP等發(fā)展階段，目前SMD、COB以及CSP技術(shù)較為先進(jìn)，應(yīng)用于高端LED產(chǎn)品的生產(chǎn)中。至于未來哪種會成為LED封裝技術(shù)的主流，暫時尚未定論。但總體來說，封裝材料越來越少，封裝制程步驟越來越簡單，功率密度越來越大，材料導(dǎo)熱性越來越好以及器件越來越少是未來封裝技術(shù)發(fā)展的趨勢。

　　結(jié)語

　　目前市場上LED封裝技術(shù)較多，主要以SMD為主，但其存在缺陷。COB以及CSP技術(shù)的不斷發(fā)展，將對SMD技術(shù)造成沖擊。中短期內(nèi)SMD以及COB技術(shù)將會占據(jù)絕大部分市場，長期來看，CSP技術(shù)一旦成本可以進(jìn)一步下降，將擁有極強(qiáng)的市場競爭力。