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晶科電子:照明希望之星—共晶EMC封裝的崛起

作者: 時間:2013-09-25 來源:LED制造 收藏

  Haitz定律作為LED行業(yè)技術(shù)發(fā)展驅(qū)動力,其正確性不斷得到印證,該定律表明LED價格每10年將變?yōu)樵瓉淼?/10,性能則提高20倍。LED的發(fā)展也驗證了該定律,甚至性價比提升的速率超過該定律的預(yù)測。2013年,LED已經(jīng)成為LED行業(yè)發(fā)展新的引擎,并將超過背光市場。為了撬動巨大的市場,使LED產(chǎn)品在尋常百姓家璀璨綻放,各大LED公司使盡渾身解數(shù),以技術(shù)驅(qū)動為核心共同推動LED行業(yè)高速發(fā)展。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/170242.htm

  LED光源作為LED照明產(chǎn)品核心,這些年來取得了長足發(fā)展。然則,LED光源的發(fā)展與封裝輔材休戚相關(guān),這些輔材包括LED支架、固晶膠、熒光粉和點粉膠等,每一次封裝原物料的革新,均會引發(fā)LED光源領(lǐng)域的革命。隨著行業(yè)的發(fā)展,LED產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過絕大部分傳統(tǒng)照明光源,LED從業(yè)人員的注意力逐漸從lm/W轉(zhuǎn)向lm/$,性價比成為LED核心競爭力。

  表貼式(SMD)的封裝形式受到市場的青睞。該系列產(chǎn)品因體積小,適合大批量生產(chǎn),性價比高,并兼容成熟的表面貼裝工藝(SMT)而受到客戶廣泛支持。SMD封裝形式的產(chǎn)品也隨著支架材料的進(jìn)步在不停地演進(jìn)。單個封裝器件的輸入功率和發(fā)光強(qiáng)度在不停提升,對材料的耐熱性要求越來越高。隨著市場對lm/$指標(biāo)的要求越來越高,提升lm/$的方向就落在芯片的大電流密度驅(qū)動,在小型的封裝器件中使用,以降低單個封裝的物料成本。在這種大的背景下,早期的PA6T、PA9T及PCT等支架塑膠材質(zhì)已不能滿足LED高品質(zhì)需求,于是EMC(Epoxy Molding Compound)封裝材料堂而皇之登入LED應(yīng)用歷史舞臺。

  EMC中文名為環(huán)氧塑封料,又稱環(huán)氧模塑料、是IC(Integrated Circuit)封裝制造中的主要原材料之一。伴隨著IC封裝技術(shù)的發(fā)展,EMC作為主要的電子封裝材料也得到了快速的發(fā)展。EMC以其高可靠性、低成本、生產(chǎn)工藝簡單、適合大規(guī)模生產(chǎn)等特點,占據(jù)了整個微電子封裝材料97%以上的市場?,F(xiàn)在,EMC更是將觸角伸至半導(dǎo)體器件、集成電路、消費(fèi)電子、汽車、軍事、航空等各個封裝領(lǐng)域。EMC因其卓越的耐熱性及適合大規(guī)模現(xiàn)代化生產(chǎn),為其在LED封裝應(yīng)用領(lǐng)域提供極佳解決方案。

  EMC是采用改性Epoxy材料和蝕刻技術(shù)在Molding設(shè)備封裝下的一種高度集成化的框架形式,蝕刻銅基板使得Epoxy與銅基板支架有更大的接觸面積,且相對于PPA等熱塑性塑膠EMC本身粘接力較強(qiáng),使得EMC產(chǎn)品在防潮氣及紅墨水滲透方面優(yōu)勢得天獨厚,該封裝形式源于IC封裝,卻又有別于IC封裝。由于材料和結(jié)構(gòu)的變化,使得EMC產(chǎn)品具有高耐熱性、抗UV、高度集成,承受大電流,體積小等顯著特色。尤其是抗UV性能的大幅提升,使得EMC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域大幅擴(kuò)展,可以應(yīng)對室外照明及汽車照明等潮濕惡劣環(huán)境中,將對業(yè)已成熟的高端陶瓷封裝產(chǎn)品形成有利沖擊。

  IC領(lǐng)域的封裝不考慮出光,以機(jī)械保護(hù)和氣密性為目標(biāo),因而多以黑色EMC塑膠為主,然則應(yīng)用于LED封裝領(lǐng)域的EMC必須考慮高出光效率, EMC須為吸光小、反射率高的白色塑膠。作為全新的塑膠材料其研發(fā)難度高,導(dǎo)致目前該EMC材料只掌握在日立及少數(shù)幾家技術(shù)實力雄厚的國際材料大廠中,上述公司持有EMC材料及封裝專利,后進(jìn)者囿于專利壁壘,短期內(nèi)無法取得技術(shù)和市場的突破,因而EMC材料售價較高。市場反饋信息,已實現(xiàn)量產(chǎn)的日立EMC材料價格約為PA9T TA112塑膠的8~9倍,且EMC支架采用蝕刻工藝,其成本為沖壓工藝的3~5倍,因而EMC支架普遍單價偏高,封裝成品也比傳統(tǒng)采用PPA及PCT塑膠的支架成品高。然則EMC較低的Epoxy膨脹系數(shù)使得超電流使用成為可能。EMC 3014已通過150mA可靠性測試,功率驅(qū)動到0.5W;EMC 3030封裝驅(qū)動從350mA至600mA,功率從1W~2W不等,可靠性企業(yè)內(nèi)部測試中。盡管單價較高,但驅(qū)動到更高功率,因而EMC產(chǎn)品可以輕松獲得較高的lm/$值。

  作為封裝從業(yè)者,始終以緊跟前沿封裝物料及先進(jìn)封裝工藝為己任,積極投入EMC產(chǎn)品研發(fā)中。借鑒已經(jīng)成熟量產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品—易系列工藝,順利完成EMC 3014、EMC 2835及EMC 3030量產(chǎn)工作,目前已實現(xiàn)批量供貨。其中EMC 3020、EMC3535處于研發(fā)狀態(tài)。

  EMC因其高耐熱性而備受矚目,為追求高性價比,在LED業(yè)界超電流使用已成共識,然則超電流使用也是風(fēng)險與機(jī)遇并存,其中最大風(fēng)險莫過于熱量的處理。目前業(yè)界EMC通用封裝工藝為:采用正裝/垂直結(jié)構(gòu)中、小功率芯片,低導(dǎo)熱的絕緣膠作為芯片粘接膠,然后焊線、點粉、切割從而實現(xiàn)成品制作。目前LED芯片粘接膠大致有透明絕緣膠、白膠及銀膠三大類,三者導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.2W/(m.K),0.6~0.9 W/(m.K)及25~30 W/(m.K),銀膠雖然導(dǎo)熱較優(yōu),但吸光嚴(yán)重,封裝成品光通量低,綜合考慮低導(dǎo)熱透明絕緣膠為最優(yōu)方案。絕緣膠雖為硅膠基材質(zhì),但當(dāng)EMC產(chǎn)品過電流驅(qū)動時(功率大于1W時尤其明顯),固晶層溫度通常超出絕緣膠Tg溫度,長期使用絕緣膠層會出現(xiàn)發(fā)黃、發(fā)黑等嚴(yán)重品質(zhì)問題。

  不僅是封裝公司,更是LED芯片公司,公司倒裝焊芯片技術(shù)享譽(yù)業(yè)界?;诘寡b工藝的陶瓷產(chǎn)品—易星已在LED路燈及室內(nèi)照明大放異彩;易閃作為閃光燈已在國內(nèi)知名智能手機(jī)中嶄露頭角。如今,百尺竿頭更進(jìn)一步,技術(shù)上不斷創(chuàng)新,研發(fā)具有自主核心技術(shù)、帶差異化競爭的EMC系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品基于晶科電子最新DA芯片技術(shù),在EMC支架銅基板上合理布線,通過共晶工藝實現(xiàn)LED芯片與EMC支架的互連。該系列EMC 3030產(chǎn)品為前沿、概念性產(chǎn)品,目前處于研發(fā)、實驗階段,芯片通過導(dǎo)電金屬與支架銅基板相連,該芯片粘接層導(dǎo)熱系數(shù)為透明絕緣膠層100倍以上,徹底擺脫超電流使用散熱不良的苦惱。

  基于晶科電子該先進(jìn)芯片和封裝技術(shù),EMC 3030可以輕松實現(xiàn)2W驅(qū)動功率,產(chǎn)品可靠性佳,支架匹配更高耐熱性反射材料如SMC(Silicon Molding Compound),可以實現(xiàn)2~3W超大功率使用。

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