李漫铁谈国内LED封装产业（三）封装设计与工艺

李漫铁谈国内LED封装产业（三）封装设计与工艺

今年4月，国内知名封装企业深圳雷曼光电科技股份有限公司董事长兼总经理李漫铁在深圳召开的LED高峰论坛上就国内LED产业链现状做了深入浅出的分析，同时也指出了其与全球的差异。

华强电子网将从LED封装产业链各节点对李漫铁观点作分篇报道，敬请关注。

决定LED器件的好坏固然在于封装设备、芯片及辅材等的选择，但同时也和封装设计水平有着密切的关系。目前LED的封装形式主要有直插式LED、表贴式LED及大功率LED三大主类。LED的封装设计包括外形结构设计、散热设计、光学设计、材料匹配设计、参数设计等。

　　对于以上几种封装形式的发展现状，李漫铁表示，直插式LED的设计已相对成熟，目前主要在衰减寿命、光学匹配、失效率等方面可进一步上台阶；贴片式LED的设计尤其是顶部发光TOP型SMD处在不断发展之中，封装支架尺寸、封装结构设计、材料选择、光学设计、散热设计等不断创新，具有广阔的技术潜力；功率型LED的设计则是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造还处于发展之中，使得功率型LED的结构、光学、材料、参数设计也处于发展之中，不断有新型的设计出现。

　　他认为，中国的LED封装设计是建立在国外及台湾已有设计基础上的改进和创新。目前中国的LED封装设计水平还与国外行业巨头有一定差距，这也与中国LED行业缺乏规模龙头企业有关，缺乏有组织、有计划的规模性的研发设计投入。

　　LED封装工艺同样是非常重要的环节。烘烤品质管控、固晶参数控制、焊线参数控制、封胶品质管控在整个封装过程中相当重要。

　　李漫铁认为，随着中国LED封装企业这几年的快速发展，LED封装工艺已经上升到一个较好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED显示屏、广色域液晶背光源等，中国的LED优秀封装企业已能满足其需求，先进封装工艺生产出来的LED已接近国际同类产品水平。

而对于目前国产LED器件性能差异，他指出LED器件的性能指标主要表现在亮度或光通量、光衰、失效率、光效、一致性、光学分布特性等六大方面。

他逐一分析到。

1.       亮度或光通量：

小芯片（15mil以下）已可在国内芯片企业大规模量产（尽管有部分外延片来自进口）小芯片亮度已与国外最高亮度接近。

中大尺寸芯片（24mil以上）目前绝大多数部分依赖进口，每瓦流明值取决于所采购芯片的流明值，封装环节对流明值的影响只有10%。

2、光衰

　　光衰与芯片关联度不大，与封装材料与工艺关联度最大。影响光衰的封装材料主要有固晶底胶、荧光胶、外封胶等，影响光衰的封装工艺主要有各工序的烘烤温度和时间及材料匹配等。

　　目前，中国LED封装工艺经过多年的发展和积累，已有较好的基础，在光衰的控制上已与国外一些产品匹敌。

3、失效率

　　失效率与芯片质量、封装辅助材料、生产工艺、设计水平和管理水平相关。

　　LED失效主要表现为死灯、光衰过大、波长或色温漂移过大等。根据LED器件的不同用途要求，其失效率也有不同的要求。例如指示灯用途LED可以为1000PPM(3000小时)；照明用途LED为500PPM(3000小时)；彩色显示屏用途LED为50PPM(3000小时)。

　　中国封装企业的LED失效率整体水平有待提高。可喜的是，少量中国优秀封装企业的失效率已达到世界水平。

4、光效

　　LED光效90%取决于芯片的发光效率。中国LED封装企业对封装环节的光效提高技术也有大量研究。

　　如果中国在大尺寸瓦级芯片的研发生产上取得突破及量产，将会极大促进功率型封装器件光效的提高。

5、一致性

　　LED的一致性包括波长一致性、亮度一致性、色温一致性、衰减一致性等。

　　前三项一致性是可以通过投料工艺控制和分光分色机筛选达到的。前三项水平来说，中国LED封装技术与国外一致。

　　角度一致性往往难以分选出来，需通过优化设计、物料机械精度控制、生产制程严格控制来达到。例如，LED全彩显示屏用途的红、绿、蓝三种椭圆形LED的角度一致性控制非常重要，决定性地影响LED全彩显示屏的色彩品质，成为LED器件的一项高端技术。

　　衰减一致性也与物料控制和工艺控制有关，包括不同颜色LED的衰减一致性和同一颜色LED的衰减一致性。

　　一致性的研究是LED封装技术的一个重要课题。

　　中国部分LED封装企业在LED一致性方面的技术已与国际接轨。

6、光学分布特性

　　LED是一个发光器件。对于很多LED应用用途来说，LED的光形分布是一个重要指标，决定了应用产品二次光学的设计基础，也直接影响了LED应用产品的视觉效果。

　　例如，LED户外显示屏使用的LED椭圆形透镜设计能够使显示屏在角度变化时亮度变化平稳并有较大视角，符合人的视觉习惯。又如，LED路灯的光学要求，使得LED的一次光学设计和路灯的二次光学设计必须匹配，达到最佳路面光斑和最佳发光效率。

　　通过计算机光学模拟软件来进行设计开发是常用的手段。中国LED封装企业在积极迎头赶上，与国外技术的差距在缩小。（华强电子网责编：范伟）