LED燈珠封裝主要是由基板、芯片、固晶膠、熒光粉、封裝膠等組成,我們先將芯片利用固晶膠黏貼于基板上,使用金線將芯片與基板作電性連接,然后將熒光粉與封裝膠混合,搭配不同熒光粉比例,以及適當(dāng)?shù)男酒ㄩL可得到不同的顏色,最后將熒光粉與封裝膠的混合體灌入基板中,加熱烘烤使膠材固化后,即完成最基本的LED燈珠封裝。
LED燈珠封裝主要是提供發(fā)LED燈珠芯片一個平臺,讓LED燈珠芯片有更好的光、電、熱的表現(xiàn),好的封裝可讓LED燈珠有更好的發(fā)光效率與好的散熱環(huán)境,好的散熱環(huán)境進而提升LED燈珠的使用壽命。LED燈珠封裝技術(shù)主要建構(gòu)在五個主要考慮因素上,分別為光學(xué)取出效率、熱阻、功率耗散、可靠性及性價比(Lm/$)。
LED燈珠封裝四大發(fā)展趨勢
LED燈珠封裝技術(shù)主要是往高發(fā)光效率、高可靠性、高散熱能力與薄型化發(fā)展。從芯片來看,目前最普遍的是水平式芯片,比較高端的廠商則研發(fā)垂直式芯片與覆晶型芯片,原先水平式LED燈珠使用藍寶石基板,散熱能力較差,且在高電流驅(qū)動下,光取出效率下降幅度也較大。因此,為了降低LED燈珠成本,高電流密度的芯片設(shè)計便以獲取更多的光輸出為主要研究方向,在這樣的考慮下,使用垂直式封裝的芯片便成為下一課話題,此類芯片使用硅等高散熱基板,在高電流操作下有更好的散熱效率,所以也有更高的光輸出,但由于制作流程復(fù)雜,工藝良率過低,以致于無法達到理想的高性價比,由此可知,在高瓦數(shù)封裝上,工藝良率所導(dǎo)致的價格因素也是一大考慮。
LED燈珠封裝技術(shù)目前主要往高發(fā)光效率、高可靠性、高散熱能力與薄型化四個方向發(fā)展,目前主要的亮點有硅基LED燈珠和高壓LED燈珠,硅基LED燈珠之所以引起業(yè)界越來越多的關(guān)注,是因為它比傳統(tǒng)的藍寶石基底LED燈珠的散熱能力更強,因此功率可做得更大
高壓LED燈珠是另一大亮點,它因可大幅縮小DC-DC降壓電路的輸入輸出壓差,而進一步提升LED燈珠驅(qū)動電源的效率,這可有效降低LED燈珠燈具對散熱外殼的要求,從而降低LED燈珠燈具的總體成本
中國LED燈珠封裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
LED燈珠產(chǎn)業(yè)被定義為新能源產(chǎn)業(yè),是當(dāng)下和將來一段時間內(nèi),具有高度成長性的產(chǎn)業(yè)。正因如此,無論是國際還是國內(nèi),眾多企業(yè)特別是[敏感詞]大企業(yè)對LED燈珠產(chǎn)業(yè)投入都異常巨大,競爭的激烈程度中不僅僅表現(xiàn)在核心技術(shù)的開發(fā)上,更體現(xiàn)在產(chǎn)能和市場占有率的競爭。
中國目前占全球LED燈珠封裝產(chǎn)量的70%,然而,中國有近2000家發(fā)光二極管封裝企業(yè),產(chǎn)能非常分散,幾乎沒有一個企業(yè)能夠生成與國際級大企業(yè)比肩競爭的實力。
目前國內(nèi)的LED燈珠封裝業(yè)從技術(shù)、人才、裝備、研究領(lǐng)域等方面來看,單獨指標(biāo)的[敏感詞]水平對比國際[敏感詞]水平并沒有多少根本性的差距,甚至整體的產(chǎn)值也不低,占到全球市場值的10%以上。這里面實際上根本的差距是在整體的整合太差,還沒有形成真正意義上的領(lǐng)軍企業(yè)和領(lǐng)軍企業(yè)群體,全國逾1000多家封裝企業(yè)都在較低的層次上各自為戰(zhàn),各自的技術(shù)、人才、裝備優(yōu)勢得不到互補也就得不到相互的促進。所以從現(xiàn)實角度綜合分析,封裝業(yè)在LED燈珠中有比較重要的地位,而且我們有相當(dāng)多的潛在優(yōu)勢,只要整合得力,這種優(yōu)勢就可以轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢。
根據(jù)我國現(xiàn)有LED燈珠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,LED燈珠封裝產(chǎn)品在整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上起著舉足輕重的作用。首先我國的LED燈珠封裝技術(shù),特別在功率LED燈珠封裝和非標(biāo)準(zhǔn)特種器件封裝技術(shù)與國外水平相比還有一定的差距,這需要投入更大的力度進行研究開發(fā),建立有自主產(chǎn)權(quán)的封裝技術(shù),趕上世界的封裝水平。只有封裝水平搞上來,才能真正使LED燈珠產(chǎn)業(yè)做大做強,為我國開發(fā)國際市場,參與國際市場競爭以及拓展應(yīng)用產(chǎn)品領(lǐng)域和市場打下堅實的基礎(chǔ)。另外,只有把封裝產(chǎn)業(yè)做大做強,才是前工序外延、芯片的市場保障,才能促進前工序外延、芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。只有這樣才能使整個LED燈珠產(chǎn)業(yè)鏈獲得更大的發(fā)展。
制約中國LED燈珠封裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展因素
中國LED燈珠裝企業(yè)的技術(shù)不夠強是一個非常大的制約因素
做得好的封裝企業(yè)需要非常高的技術(shù)實力,其實封裝技術(shù)的含金量不亞于芯片生產(chǎn),比如如何解決LED燈珠散熱,如何降低LED燈珠的熱阻,如何增加LED燈珠出光效率,如何增加LED燈珠的可靠性等,這些都需要非常好的技術(shù)做后盾,才可能造就一個強大的封裝企業(yè)。
從技術(shù)上來說:一是關(guān)鍵的封裝原材料:如基板材料、有機膠、熒光粉等其性能有待提高。二是大功率LED燈珠封裝技術(shù)的散熱問題尚未完全解決。三是封裝結(jié)構(gòu)針對不同應(yīng)用場合應(yīng)有所創(chuàng)新。這些技術(shù)問題有待于技術(shù)工藝的不斷提高,加以克服。
從專利上來說:關(guān)鍵封裝技術(shù)往往與國外的封裝專利相悖,如白光封裝技術(shù)、功率LED燈珠封裝散熱技術(shù)等。如要規(guī)?;庋b生產(chǎn)并大量出口,必將遇到專利的糾紛。
品牌缺失是另外一個重要限制因素
國內(nèi)外在封裝領(lǐng)域技術(shù)差距正在縮小,而且應(yīng)用領(lǐng)域的機會在不斷增加,企業(yè)的規(guī)模效益也正在增加,新興品牌正在形成。但是品牌效應(yīng)卻遠遠比不上國際大廠,在許多業(yè)內(nèi)人士的心目中,國內(nèi)產(chǎn)的發(fā)光二極管光源那就是低端產(chǎn)品的標(biāo)志,缺乏認知度,所以,培養(yǎng)品牌是一個不可或缺的過程。
應(yīng)該說目前在我國LED燈珠產(chǎn)業(yè)鏈中地位最舉足輕重的還是封裝業(yè)。國內(nèi)封裝業(yè)總體發(fā)展還是比較健康的,但資源整合顯然不足,低層次競爭激烈的情況較為嚴(yán)重,下一步的發(fā)展必須要解決這個問題,LED燈珠封裝業(yè)也的確到了規(guī)?;⑵放苹陌l(fā)展時期。
隨著市場的日趨成熟,行業(yè)內(nèi)的競爭將會進一步加劇,企業(yè)面臨的壓力將會越來越大,在激烈的市場競爭中立于不敗之地需要的不僅僅是規(guī)模,更需要的是對于本企業(yè)所處在行業(yè)的深入理解,進而形成足夠的核心競爭力,而這個核心競爭力必須與行業(yè)需求契合。
但正是這種于國際大廠之間的差距隱藏著巨大的機會,在LED燈珠液晶電視、室內(nèi)照明市場真正大規(guī)模啟動后,中國作為全世界[敏感詞]的應(yīng)用市場,必將為本土的企業(yè)帶來更多的機會,像其它成熟市場一樣,中國LED燈珠封裝市場的格局一定會發(fā)生重大的改變。
國際大公司仍然在國內(nèi)的高亮度LED燈珠市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。因此,國內(nèi)LED燈珠封裝企業(yè)只有不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模,提升技術(shù)水平,才能在不斷加劇的市場競爭中得到更好發(fā)展。
LED燈珠封裝業(yè)不僅有著一個極好的市場發(fā)展空間,而且兼顧國內(nèi)國外也有了一個較健康發(fā)展的產(chǎn)業(yè)平臺支持,打造國際國內(nèi)一流的規(guī)?;堫^封裝企業(yè)已完全不是空談!
LED燈珠封裝支架式倒裝技能
我們都知道LED燈珠芯片大體分為3種結(jié)構(gòu),正裝芯片、筆直芯片、倒裝芯片——FC-LED燈珠,而現(xiàn)在以正裝芯片居多。正裝的占有率居多,并不影響倒裝的開展。盡管倒裝式芯片市占率還沒占住很大商場,可是其結(jié)構(gòu)的確存在許多,有陶瓷基板的,有單顆封裝的,還有集成式封裝和CSP。其間支架式倒裝是倒裝芯片封裝的其間一種結(jié)構(gòu)。
支架式倒裝的呈現(xiàn),其實跟正裝芯片是有相關(guān)的。由于之前正裝選用的就是支架式的,并且產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)設(shè)備也是與其相配合的。根據(jù)這樣的布景,才會有今日的支架式倒裝的概念。支架式倒裝指的是倒裝芯片+帶杯腔支架,而FEMC是指"Filp-chip(倒裝芯片)+EMC支架",就是倒裝芯片與EMC支架相結(jié)合的封裝產(chǎn)品,是支架式封裝其間的一種。
支架式倒裝FEMC的封裝制程
支架式倒裝LED燈珠封裝制程,簡略來說就是經(jīng)過3D印刷的技能,把錫膏印刷到支架上,然后經(jīng)過回流焊和灌封完成封裝的進程。
但在實際操作中,會遇到二次回流焊的問題和空泛率最終就是漏電死燈。
支架式倒裝存在的含義
從技能的視點來講,支架式封裝和CSP、陶瓷封裝、COB封裝存在[敏感詞]的差別是支架式封裝不是簡略的二維平面封裝。
從光效視點來看,
盡管倒裝芯片出光功率現(xiàn)在還不能跟正裝芯片比較,但關(guān)于光效要求不是很高的范疇,它具有非常好的單燈透光率,由于它的電壓比較低。所以整體而言,假如不考慮太多光效問題,運用倒裝產(chǎn)品能夠下降歸納光源的本錢。尤其在電視背光應(yīng)用上,因玻璃透光率越來越低,對LED光效的要求比沒那么高,所以基本上能夠做到無縫切入。
從固晶資料來看,比較正裝EMC封裝,倒裝支架的封裝的整個錫膏導(dǎo)熱率是高于絕緣膠的,關(guān)于整個產(chǎn)品的可靠性而言是一種非常好的保證。
從可靠性和設(shè)備匹配來看,由于倒裝芯片的長處,使得支架式倒裝的飽和電流更大,接受的電流也更高,產(chǎn)品可靠性就會更好。一起又能夠滿意比較普遍性的貼片技能水平,而CSP封裝雖有許多優(yōu)點,可是在貼片時,對設(shè)備要求比較高。因而支架式的封裝除了有保護性之外,在應(yīng)用時要愈加簡潔。
從LED燈珠封裝商場容量來看,陶瓷和COB燈珠封裝約占LED燈珠封裝器材的3%,EMC占20%,PLCC約占75%,可見現(xiàn)在支架式封裝占LED燈珠封裝的大部分,而在支架式封裝中導(dǎo)入倒裝芯片,這對傳統(tǒng)封裝來說假如支架式倒裝能走下去對LED燈珠職業(yè)將是一場新的洗禮。