LED封裝：關(guān)鍵機(jī)理有待突破 重點(diǎn)關(guān)注原材料

節(jié)能環(huán)保的趨勢(shì)帶來了更多的LED需求，而技術(shù)的不斷成熟，則促進(jìn)了LED產(chǎn)品的應(yīng)用普及。近2年來，LED顯示屏、背光、照明的市場(chǎng)都增長迅速，更多的企業(yè)進(jìn)入此領(lǐng)域，并在不斷擴(kuò)大產(chǎn)能，而中國已經(jīng)成為世界上LED封裝制造的主要國家之一。

　　封裝對(duì)LED可靠性至關(guān)重要

　　封裝技術(shù)與LED可靠性密切相關(guān)

　　LED路燈已具節(jié)能優(yōu)勢(shì)，可靠性需進(jìn)一步提升

　　從技術(shù)上來說，推動(dòng)LED應(yīng)用發(fā)展的主要因素在于芯片光效的提升。業(yè)內(nèi)專家、深圳雷曼光電科技股份有限公司總經(jīng)理李漫鐵介紹，最近LED芯片的光效在持續(xù)提升，市場(chǎng)批量供貨的1W大功率產(chǎn)品已達(dá)到100lm/W以上。

　　而封裝技術(shù)則是另一個(gè)重要的因素，盡管它對(duì)于提升LED光效作用并不明顯，但卻與LED的可靠性密切相關(guān)。中微光電子(濰坊)有限公司研發(fā)副總裁張彥偉表示，封裝技術(shù)的差異直接影響了LED的質(zhì)量，良好的封裝和散熱技術(shù)可以使LED工作在結(jié)溫60℃以下，壽命可以超過5萬小時(shí)。

而差的封裝技術(shù)則會(huì)使LED壽命縮短一半以上?！癓ED光效90%取決于芯片的發(fā)光效率，10%取決于封裝結(jié)構(gòu)及熒光粉的激發(fā)效率；LED可靠性30%取決于芯片，70%取決于封裝工藝、封裝材料、封裝結(jié)構(gòu)與封裝管理；LED散熱則50%取決于芯片結(jié)構(gòu)，50%取決于封裝散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及散熱材料選擇。”李漫鐵總結(jié)說。

　　在業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的LED照明領(lǐng)域，封裝技術(shù)的進(jìn)步尤其顯得重要。目前芯片光效的提升使一些高效LED路燈整燈效率能夠達(dá)到80lm/W以上，已具備節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，而其可靠性和使用壽命則需要依靠封裝技術(shù)去進(jìn)一步改善。

李漫鐵表示，目前LED路燈的瓶頸不在光效，而在光衰和可靠性等，路燈用大功率LED的封裝對(duì)LED路燈的光衰和可靠性起著關(guān)鍵的作用。

　　安徽澤潤光電有限公司總裁陳和生則認(rèn)為，對(duì)于LED路燈，封裝業(yè)在提升光效方面所能做的工作很有限，它更多的是需要依賴于芯片技術(shù)的進(jìn)步；而在提高穩(wěn)定性、可靠性、一致性等方面非常關(guān)鍵(更多側(cè)重于工藝控制)，因?yàn)長ED器件應(yīng)用于路燈是批量應(yīng)用，無論采用任何方案都需要應(yīng)用到串并聯(lián)技術(shù)，這就導(dǎo)致每一盞路燈的上百個(gè)器件中，只要有一個(gè)器件出問題，都會(huì)對(duì)原始設(shè)計(jì)中的電流電壓閾值產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)整燈的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響，使得LED所宣稱的10～15年使用壽命成為空談。因此，他認(rèn)為從這個(gè)意義上說，大功率LED器件的失效率指標(biāo)控制必須非常嚴(yán)格，這是封裝業(yè)的重中之重。

　　需加強(qiáng)關(guān)鍵機(jī)理研究

　　基礎(chǔ)材料與散熱技術(shù)在逐步改善

　　關(guān)鍵機(jī)理研究仍需加強(qiáng)

　　以往，制約LED封裝技術(shù)發(fā)展的因素被認(rèn)為主要存在于以下三個(gè)方面：一是關(guān)鍵的封裝原材料，如基板材料、有機(jī)膠(硅膠、環(huán)氧樹脂)、熒光粉等性能有待提高；二是大功率LED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(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)有所創(chuàng)新。

目前，國內(nèi)LED封裝業(yè)是否在這些方面有顯著的進(jìn)步呢？“基礎(chǔ)材料和散熱技術(shù)等方面在逐步改善，但提高并不明顯，當(dāng)前LED封裝產(chǎn)品性價(jià)比的提高，更多的是依賴于主要原材料——— LED芯片的性價(jià)比提高；面向應(yīng)用的封裝結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新也不是很明顯，更多地表現(xiàn)為適應(yīng)應(yīng)用需求在工藝上做的一些改進(jìn)，目前封裝和應(yīng)用還沒有達(dá)到充分融合的境界?！标惡蜕硎?。

因此，他認(rèn)為自2009年以來，國內(nèi)LED業(yè)在封裝技術(shù)上各項(xiàng)主要指標(biāo)的進(jìn)步，更多表現(xiàn)為一種量變性質(zhì)的進(jìn)步，還沒有形成質(zhì)變性質(zhì)的突破。

　　李漫鐵則表示，隨著對(duì)封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)及大量新型散熱材料的使用，LED封裝層面的光衰控制和可靠性提升已達(dá)到一個(gè)新水平。但他同時(shí)認(rèn)為，國內(nèi)企業(yè)對(duì)于LED封裝技術(shù)關(guān)鍵機(jī)理的研究和掌握還不夠，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的積累不足。他認(rèn)為，國內(nèi)LED封裝業(yè)需要加大對(duì)關(guān)鍵封裝原材料的重視，包括高性能環(huán)氧樹脂、高性能硅膠、新型散熱材料、新型熒光材料、新型支架等。他表示，雷曼光電因此在中國地質(zhì)大學(xué)成立了雷曼光電材料研發(fā)中心，與材料化學(xué)領(lǐng)域的博士組共同研究封裝材料技術(shù)的關(guān)鍵機(jī)理，并積累了一系列專利技術(shù)。

　　當(dāng)前，LED應(yīng)用市場(chǎng)正在持續(xù)快速增長，封裝企業(yè)為滿足市場(chǎng)需求，也在不斷擴(kuò)大產(chǎn)能。但在此市場(chǎng)發(fā)展機(jī)遇之中，企業(yè)只有同時(shí)加強(qiáng)封裝關(guān)鍵技術(shù)的研究和投入，取得更多的突破，才能獲得持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。