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浅谈LED灯珠的封装原理

日期: 2021-12-28 16:28 浏览次数 :

LED灯珠封装主要是由基板、芯片、固晶胶、荧光粉、封装胶等组成,大家先将芯片利用固晶胶黏贴于基板上,使用金线将芯片与基板作电性连接,然后将荧光粉与封装胶混合,搭配不同荧光粉比例,以及适当的芯片波长可得到不同的颜色,最后将荧光粉与封装胶的混合体灌入基板中,加热烘烤使胶材固化后,即完成最基本的LED灯珠封装。

LED灯珠封装主要是提供发LED灯珠芯片一个平台,让LED灯珠芯片有更好的光、电、热的表现,好的封装可让LED灯珠有更好的发光效率与好的散热环境,好的散热环境进而提升LED灯珠的使用寿命。LED灯珠封装技术主要建构在五个主要考虑因素上,分别为光学取出效率、热阻、功率耗散、可靠性及性价比(Lm/$)。

LED灯珠封装四大发展趋势

LED灯珠封装技术主要是往高发光效率、高可靠性、高散热能力与薄型化发展。从芯片来看,目前最普遍的是水平式芯片,比较高端的厂商则研发垂直式芯片与覆晶型芯片,原先水平式LED灯珠使用蓝宝石基板,散热能力较差,且在高电流驱动下,光取出效率下降幅度也较大。因此,为了降低LED灯珠成本,高电流密度的芯片设计便以获取更多的光输出为主要研究方向,在这样的考虑下,使用垂直式封装的芯片便成为下一课话题,此类芯片使用硅等高散热基板,在高电流操作下有更好的散热效率,所以也有更高的光输出,但由于制作流程复杂,工艺良率过低,以致于无法达到理想的高性价比,由此可知,在高瓦数封装上,工艺良率所导致的价格因素也是一大考虑。

LED灯珠封装技术目前主要往高发光效率、高可靠性、高散热能力与薄型化四个方向发展,目前主要的亮点有硅基LED灯珠和高压LED灯珠,硅基LED灯珠之所以引起业界越来越多的关注,是因为它比传统的蓝宝石基底LED灯珠的散热能力更强,因此功率可做得更大高压LED灯珠是另一大亮点,它因可大幅缩小DC-DC降压电路的输入输出压差,而进一步提升LED灯珠驱动电源的效率,这可有效降低LED灯珠灯具对散热外壳的要求,从而降低LED灯珠灯具的总体成本

中国LED灯珠封装产业发展情况

LED灯珠产业被定义为新能源产业,是当下和将来一段时间内,具有高度成长性的产业。正因如此,无论是国际还是国内,众多企业特别是世界级大企业对LED灯珠产业投入都异常巨大,竞争的激烈程度中不仅仅表现在核心技术的开发上,更体现在产能和市场占有率的竞争。

中国目前占全球LED灯珠封装产量的70%,然而,中国有近2000家发光二极管封装企业,产能非常分散,几乎没有一个企业能够生成与国际级大企业比肩竞争的实力。

目前国内的LED灯珠封装业从技术、人才、装备、研究领域等方面来看,单独指标的最高水平对比国际最高水平并没有多少根本性的差距,甚至整体的产值也不低,占到全球市场值的10%以上。这里面实际上根本的差距是在整体的整合太差,还没有形成真正意义上的领军企业和领军企业群体,全国逾1000多家封装企业都在较低的层次上各自为战,各自的技术、人才、装备优势得不到互补也就得不到相互的促进。所以从现实角度综合分析,封装业在LED灯珠中有比较重要的地位,而且大家有相当多的潜在优势,只要整合得力,这种优势就可以转化为竞争优势。

根据我国现有LED灯珠产业现状,LED灯珠封装产品在整个产业链的发展上起着举足轻重的作用。首先我国的LED灯珠封装技术,特别在功率LED灯珠封装和非标准特种器件封装技术与国外水平相比还有一定的差距,这需要投入更大的力度进行研究开发,建立有自主产权的封装技术,赶上世界的封装水平。只有封装水平搞上来,才能真正使LED灯珠产业做大做强,为我国开发国际市场,参与国际市场竞争以及拓展应用产品领域和市场打下坚实的基础。另外,只有把封装产业做大做强,才是前工序外延、芯片的市场保障,才能促进前工序外延、芯片产业的发展。只有这样才能使整个LED灯珠产业链获得更大的发展。

制约中国LED灯珠封装产业发展因素  中国LED灯珠装企业的技术不够强是一个非常大的制约因素

做得好的封装企业需要非常高的技术实力,其实封装技术的含金量不亚于芯片生产,比如如何解决LED灯珠散热,如何降低LED灯珠的热阻,如何增加LED灯珠出光效率,如何增加LED灯珠的可靠性等,这些都需要非常好的技术做后盾,才可能造就一个强大的封装企业。

从技术上来说:一是关键的封装原材料:如基板材料、有机胶、荧光粉等其性能有待提高。二是大功率LED灯珠封装技术的散热问题尚未完全解决。三是封装结构针对不同应用场合应有所创新。这些技术问题有待于技术工艺的不断提高,加以克服。

从专利上来说:关键封装技术往往与国外的封装专利相悖,如白光封装技术、功率LED灯珠封装散热技术等。如要规模化封装生产并大量出口,必将遇到专利的纠纷。  品牌缺失是另外一个重要限制因素

国内外在封装领域技术差距正在缩小,而且应用领域的机会在不断增加,企业的规模效益也正在增加,新兴品牌正在形成。但是品牌效应却远远比不上国际大厂,在许多业内人士的心目中,国内产的发光二极管光源那就是低端产品的标志,缺乏认知度,所以,培养品牌是一个不可或缺的过程。

应该说目前在我国LED灯珠产业链中地位最举足轻重的还是封装业。国内封装业总体发展还是比较健康的,但资源整合显然不足,低层次竞争激烈的情况较为严重,下一步的发展必须要解决这个问题,LED灯珠封装业也的确到了规模化、品牌化的发展时期。

随着市场的日趋成熟,行业内的竞争将会进一步加剧,企业面临的压力将会越来越大,在激烈的市场竞争中立于不败之地需要的不仅仅是规模,更需要的是对于本企业所处在行业的深入理解,进而形成足够的核心竞争力,而这个核心竞争力必须与行业需求契合。

但正是这种于国际大厂之间的差距隐藏着巨大的机会,在LED灯珠液晶电视、室内照明市场真正大规模启动后,中国作为全世界最大的应用市场,必将为本土的企业带来更多的机会,像其它成熟市场一样,中国LED灯珠封装市场的格局一定会发生重大的改变。

国际大企业仍然在国内的高亮度LED灯珠市场中占据主导地位。因此,国内LED灯珠封装企业只有不断扩大生产规模,提升技术水平,才能在不断加剧的市场竞争中得到更好发展。

LED灯珠封装业不仅有着一个极好的市场发展空间,而且兼顾国内国外也有了一个较健康发展的产业平台支撑,打造国际国内一流的规模化龙头封装企业已完全不是空谈!

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