大功率LED封装产业化问题的研究

大功率LED封装产业化问题的研究

　　摘要：本文通过分析大功率 LED的应用市场环境及封装产业的现状，回顾大功率 LED封装技术的发展进程，指出大功率 LED封装产业化亟待解决的问题，探讨大功率 LED封装产业化的评价标准和封装产业化问题的解决思路。

一、功率LED应用市场环境

　　1、大功率LED作为新一代的替代光源被广泛看好，应用市场前景广阔， 潜力巨大。（特殊照明、辅助照明、通用照明）
　　2、现有市场规模不如想象的那么大，国内实际用量不超出5KK/月，市场需求的增长也不如想象的那么快。
　　3、成熟的应用产品不多，工程应用居多，品种繁杂，市场需求不稳定。
　　4、应用端技术参差不齐，散热、驱动、配光及系统可靠性技术有待改善成熟，应用技术亟待规范。
　　5、半导体照明应用的专业技术人才缺乏，多以对传统光源的理解来设计应用产品和使用大功率LED。
　　6、早期不规范应用造成的不良影响有待消除。

二、大功率LED封装产业现状

　　1、发展时间短。从研发到生产，大多厂家只有一至两年时间，最长的不超过五年。
　　2、厂家多、规模小，自动化程度低，技术水平低。大多数厂家停留于50K以下的产量，以手工化/半自动操作为主；自动化程度高、技术相对成熟、实际产量达500K/月以上的内资厂屈指可数。
　　3、产品品种百花齐放，没有形成标准化的、公认的主流产品。
　　4、专业技术人才缺乏，研发进展慢，产品设计和技术多流于模仿抄袭，缺乏自主研发和核心专利技术。
　　5、产品品质参差不齐，性价比偏低，没有统一的检验标准。
　　6、市场竞争异常惨烈。除了内资厂之间相互拼杀之外，还屡屡被实力雄厚国外大品牌和外资厂打压。

三、大功率LED封装技术的回顾

　　1、产品形式：

传统直插式
仿食人鱼式	铝基板式（MCPCB）
TO封装
贴片式（SMD）
Emitter式
特殊应用封装

　　2、输入功率：0.5W→1W→3W→5W→10W→20W→30W→100W→200W……

　　3、芯片组合：单芯片→多芯片组合集成

　　4、透镜封装：

环氧树脂封装
光学硅胶直接灌封
光学透镜+柔性光学硅胶灌封	软性光学硅胶模压成型

　　5、固晶工艺：银胶烘烤→金属共晶

　　6、生产及检测设备：

　　手工操作→半自动操作→全自动操作

　　目前全自动固晶、焊线的设备相对成熟，荧光粉涂布、柔性光学硅胶灌封、软性光学硅胶模压成型、检测分档和包装等工序的自动化设备有待开发成熟。

四．大功率LED封装产业化亟待解决的问题

　　1、建立产品技术和检测标准；
　　2、完善产品设计，形成主流产品；
　　3、加强技术研发，形成核心专利；
　　4、改良工艺制程，稳定产品质量；
　　5、开发大功率LED封装的专用自动化设备，提高效率、稳定品质；
　　6、可靠性及光衰寿命的快速评估；
　　7、应用技术支持。

五．大功率LED封装产业化的评判

　　1、产品标准化
　　2、技术专利化
　　3、设备自动化
　　4、生产规模化
　　5、工艺简单化
　　6、管理规范化
　　7、效率最高化
　　8、品质稳定化
　　9、性能最优化
　　10、成本最低化

　　品质稳定化、性能最优化和成本最低化是大功率LED封装产业化生产的最终目的；产品标准化和设备自动化是实现这一目的的基础；生产规模化和工艺简单化是实现目的的手段；技术专利化、管理规范化和效率最高化是实现目的的根本保障。

六．大功率LED封装产业化问题的解决思路

　　1、群策群力，共同建立统一的、完善的产品技术和检测标准。

　　　1、标准的依据：应用需求、技术水平、国际标准
　　　2、标准的制定：政府推动、机构主导、产业参与
　　　3、标准的执行：政府宣导、机构监督、产业落实
　　　4、标准的完善：产业反馈、机构评估、及时更新

　　2、做好产品设计，规避专利，打造主流产品。

　　　1、设计的依据：应用需求、技术标准、技术水平
　　　2、设计的评估：标准化、专利化、可靠化、主流化、实用化、简单化
　　　3、设计的完善：满足应用需求、方便批量生产、性价比最优

　　3、认真做好物料选型，为产业化生产提供最好的物质保障。

　　　1、选型的依据：设计要求
　　　2、选型的评估：性能品质、可靠性、适用性、性价比、专利规避、采购难度
　　　3、选型的确定：满足设计要求、适用批量生产

　　4、购置合适的仪器设备，为优质、高效、顺畅的产业化生产配备必要 的硬件条件。

　　　1、需求的确定：工艺制程的要求、产品性能的要求
　　　2、选型与开发：先选型通用，再开发专用
　　　3、仪器设备的评估：适用性、准确性、稳定性、通用性、产能效率、性价比

　　5、不断完善工艺技术，简化制程，严格掌控工艺条件。

　　　1、工艺技术：成熟化、简单化
　　　2、简化制程：最短化、防呆化
　　　3、工艺效果：稳定化，可重复再现

　　6、加强产品关键参数的在线调控，提高产品生产的良品率。

　　大功率LED的价值较高，产品关键参数（如色温、色坐标等）分布范围的大小直接影响产品的批次良品率和成本。在产品设计、制程安排和仪器设备选购的时候，必须考虑好如何实现产品关键参数的在线调控。

　　7、严谨、系统地做好产品的可靠性工程。

　　　1、认真策划好产品的可靠性工程，从产品设计到产品应用，当中的每一个阶段、每一个环节，都要依照产品可靠性的要求考虑周详；
　　　2、严格落实产品可靠性工程的每一要点，并根据试验结果和应用反馈，进行不断的改良与完善；
　　　3、产品可靠性工程的主要考量点：抗衰减、抗辐射、抗冲击、防老化、防腐蚀、防静电、耐温性、耐应力、牢固度、密封性 (产品设计、物料选型、制造过程、产品应用) ……

　　8、做好产品的检测筛选工作,确保产品的性能和品质满足客户的要求。

　　　1、制定产品检测筛选的标准：产品技术标准、客户要求；
　　　2、管控好仪器设备的校正、使用和保养；
　　　3、连续监控，加强沟通，重视反馈，不断完善。

　　9、做好品质工程的策划和实施工作，使产品由始至终都处于有效的品质管理状态。

　　10、提高生产效率，强化成本管理。

七．结束语

　　在中国,大功率LED封装的产业化还处于刚刚起步阶段,有很多问题有待我们去研究,有很多困难等待我们去克服。在我看来，标准的建立、主流产品的形成、核心知识产权的拥有、专用自动化设备的开发和工艺技术的成熟，是摆在我们面前亟待解决的问题。作为产业人，我今天提出这些问题来探讨，旨在抛砖引玉，引起相关方面的重视，以求共同克服困难，为真正实现大功率LED封装的产业化生产，为半导体照明的美好明天去努力、去共赢！

作者简介：

裴小明，1987年毕业于武汉大学物理系半导体专业，曾任珠海市国华电子厂有限公司总经理、珠海市力丰光电实业有限公司总经理、深圳市量子光电子有限公司技术总监。现任广州市鸿利光电子有限公司技术总监，国家863计划半导体照明工程专家库专家。从事LED封装的研发和技术管理工作近二十年，理论基础扎实、实际工作经验丰富，近年来发表了多篇有关LED封装的技术论文。

来源：中国半导体照明网 /作者：广州鸿利光电子 裴小明