HB-LED封裝：后段設備材料供應商的巨大商機

　　什麼樣的新興市場(chǎng)會(huì )在2010年帶給后段設備材料供應商高達數十億美元的商機?根據法國市調公司Yole Développement研究，高亮度(HB) LED的封裝將是未來(lái)年成長(cháng)率上看25%的大商機;并且，HB-LED封裝市場(chǎng)將在2015年突破三十億美元。

　　耐高熱而且容許強光輸出的特殊封裝材料將是主要商機所在。2009年的HB-LED產(chǎn)業(yè)整體營(yíng)收約十四億美元，其中封裝市場(chǎng)即貢獻八億五千萬(wàn)美元，也就是說(shuō)有60%落入了相關(guān)供應商的口袋。從產(chǎn)業(yè)現階段的需求來(lái)看，后段切割、連接導線(xiàn)、雷射剝離等設備的需求仍然平緩，不過(guò)預期至2015年，市場(chǎng)平均年成長(cháng)率將有34%，如下圖所示。

　　資料來(lái)源：Yole Développement公司2009年HB LED 封裝報告

　　Yole公司對于HB LED的定義較其他市場(chǎng)研究機構為窄，僅限于每瓦功率能夠輸出30 流明以上，如應用在汽車(chē)和電視背光的元件，但是大部分的LCD背光應用都在這個(gè)分類(lèi)以外。每一封裝單位能輸出100流明以上的超高亮度LED，包括汽車(chē)大燈和一般照明使用，目前擁有兩億八千萬(wàn)美元的利基市場(chǎng);隨著(zhù)成本逐漸改善，成長(cháng)力道可以預期。

　　封裝基板的熱管理為關(guān)鍵所在

　　目前所謂的高亮度LED，其典型的光能轉換效率也還不到25%，輸入功率的大部分都轉變成無(wú)用的熱能，因此封裝的熱管理技術(shù)擁有最大的改善空間，也是各家公司競爭勝出之所在。而且，這個(gè)領(lǐng)域也是最能夠降低成本的地方。Yole Développement分析師Philippe Roussel解釋說(shuō)，經(jīng)由逆向還原工程研究業(yè)界知名產(chǎn)品，發(fā)現各家的晶片技術(shù)都採用相同的智財(IP)，然而在封裝上面卻完全不同。分析顯示這完全是基于成本結構的考慮，據其推測，封裝部分占總成本比率可能超過(guò)70%。最近以來(lái)，不少公司推出每瓦輸出達150流明以上的晶片，主要也是由于在封裝技術(shù)上有所進(jìn)展。

　　改善熱管理有一個(gè)關(guān)鍵，也就是占封裝總成本一半的封裝基板。模造樹(shù)脂基板(Molded resin substrates)搭配熱插槽設計和金屬芯的印刷電路板，都是廣為採用的解決方桉;不過(guò)對更高功率的元件，供應商紛紛將注意力轉向鋁或AlN的陶瓷基板，以及晶片與封裝基板間陶瓷或硅材質(zhì)承載版的技術(shù)。。

　　采鈺使用硅基板改善熱阻抗

　　但是最吸引人的潛力還是在新的替代材料。臺積電的關(guān)係企業(yè)采鈺科技利用八吋晶圓級封裝製程，已經(jīng)開(kāi)始商業(yè)量產(chǎn)以硅封裝基板的高功率(350mA)LED。事業(yè)發(fā)展組織副總戎柏忠透露，新基板的熱阻抗不超過(guò)3°/W，產(chǎn)品效能會(huì )是使用陶瓷技術(shù)的二到三倍，輸出流明數可以增加10-15%。

　　采鈺從LED製造商取得切割好的晶粒，使用晶圓級封裝製程以簡(jiǎn)化晶粒處理;但并非指元件晶圓的封裝。製程首先做好晶圓上的硅穿孔，然后是金屬化和介電質(zhì)保護層，接著(zhù)就可以置入LED晶粒，再製做接腳。晶片上面以黃光剝離(mask and lift-off)技術(shù)均勻覆蓋磷介電層，然后透鏡成形于晶圓上，最后切割晶圓。製程技術(shù)的關(guān)鍵就在控制的導線(xiàn)架矩陣的平整度，另外也必須自行開(kāi)發(fā)透鏡成形技術(shù)。晶圓級製程將有助于降低量產(chǎn)時(shí)的組裝成本，只是現階段的采鈺不作成本領(lǐng)導，卻要更專(zhuān)注于要求熱效能與可靠性的應用領(lǐng)域。