國內外LED封裝生產(chǎn)及技術(shù)的差異

一、概述

LED產(chǎn)業(yè)鏈總體分為上、中、下游，分別是LED外延芯片、 LED封裝及LED應用。作為L(cháng)ED產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的LED封裝，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中起著(zhù)無(wú)可比擬的重要作用?；贚ED器件的各類(lèi)應用產(chǎn)品大量使用LED 器件，如大型LED顯示屏、液晶顯示器的LED背光源、LED照明燈具、LED交通燈和汽車(chē)燈等，LED器件在應用產(chǎn)品總成本上占了40%至70%，且LED應用產(chǎn)品的各項性能往往70%以上由LED器件的性能決定。

中國是LED封裝大國，據估計全世界80%數量的LED器件封裝集中在中國，分布在各類(lèi)美資、臺資、港資、內資封裝企業(yè)。

在過(guò)去的五年里，外資LED封裝企業(yè)不斷內遷大陸，內資封裝企業(yè)不斷成長(cháng)發(fā)展，技術(shù)不斷成熟和創(chuàng )新。在中低端LED器件封裝領(lǐng)域，中國LED封裝企業(yè)的市場(chǎng)占有率較高，在高端LED器件封裝領(lǐng)域，部分中國企業(yè)有較大突破。隨著(zhù)工藝技術(shù)的不斷成熟和品牌信譽(yù)的積累，中國LED封裝企業(yè)必將在中國這個(gè)LED應用大國里扮演重要和主導的角色。

下面從LED封裝產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節來(lái)闡述這些差異。

二、封裝生產(chǎn)及測試設備差異

LED主要封裝生產(chǎn)設備包括固晶機、焊線(xiàn)機、封膠機、分光分色機、點(diǎn)膠機、智能烤箱等。五年前，LED自動(dòng)封裝設備基本是國外品牌的天下，主要來(lái)自歐洲和臺灣，中國只有少量半自動(dòng)固晶、焊線(xiàn)設備的供應。在過(guò)去的五年里，中國的LED生產(chǎn)設備制造業(yè)有了長(cháng)足的發(fā)展，如今自動(dòng)固晶機、自動(dòng)封膠機、分光分色機、自動(dòng)點(diǎn)膠機、智能烤箱等均有廠(chǎng)家供應，具有不錯的性?xún)r(jià)比。

LED主要測試設備包括IS標準儀、光電綜合測試儀、TG點(diǎn)測試儀、積分球流明測試儀、熒光粉測試儀等及冷熱沖擊、高溫高濕等可靠性試驗設備。除標準儀主要來(lái)自德國和美國外，其它設備目前均有國產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)供應。

目前中國LED封裝企業(yè)中，處于規模前列的LED封裝企業(yè)均擁有世界最先進(jìn)的封裝設備，這是后發(fā)優(yōu)勢所決定的。就硬件水平來(lái)說(shuō)，中國規模以上的LED封裝企業(yè)是世界上最先進(jìn)的。當然，一些更高層次的測試分析設備還有待進(jìn)一步配備。

因此，中國在封裝設備硬件上已具備世界領(lǐng)先水平，具備先進(jìn)封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎。

三、LED芯片差異

目前中國大陸的LED芯片企業(yè)約有十家左右，起步較晚，規模不夠大，最大的LED芯片企業(yè)年產(chǎn)值約3個(gè)億人民幣，每家平均年產(chǎn)值在1至2個(gè)億。

這兩年中國大陸的LED芯片企業(yè)發(fā)展速度較快，技術(shù)水平提升也很快，中小尺寸芯片(指15mil以下)已能基本滿(mǎn)足國內封裝企業(yè)的需求，大尺寸芯片(指功率型W級芯片)還需進(jìn)口，主要來(lái)自美國和臺灣企業(yè)，不過(guò)大尺寸芯片只有在LED進(jìn)入通用照明后才能大批量應用。

LED封裝器件的性能在50%程度上取決于LED芯片，LED芯片的核心指標包括亮度、波長(cháng)、失效率、抗靜電能力、衰減等。

　　目前國內LED封裝企業(yè)的中小尺寸芯片多數選用國產(chǎn)品牌，這些國產(chǎn)品牌的芯片性能與國外品牌差距較小，具有良好的性?xún)r(jià)比，亦能滿(mǎn)足絕大部分LED應用企業(yè)的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已與國外品牌相當，通過(guò)封裝工藝技術(shù)的配合，已能滿(mǎn)足很多高端應用領(lǐng)域的需求。

　四、封裝輔助材料差異

　 封裝輔助材料包括支架、金線(xiàn)、環(huán)氧樹(shù)脂、硅膠、模條等。輔助材料是LED器件綜合性能表現的一個(gè)重要基礎，輔助材料的好壞可以決定LED器件的失效率、衰減率、光學(xué)性能、能耗等。

　目前中國大陸的封裝輔助材料供應鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應。但高性能的環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠以進(jìn)口居多，這兩類(lèi)材料主要要求耐高溫、耐UV、優(yōu)異折射率及良好膨脹系數等。

　 隨著(zhù)全球一體化的進(jìn)程，中國LED封裝企業(yè)已能應用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。

　 五、封裝設計差異

　LED的封裝形式主要有支架式LED、表貼式LED及功率型LED三大主類(lèi)。

　 LED的封裝設計包括外形結構設計、散熱設計、光學(xué)設計、材料匹配設計、參數設計等。

　支架式LED的設計已相對成熟，目前主要在衰減壽命、光學(xué)匹配、失效率等方面可進(jìn)一步上臺階。

　 貼片式LED的設計尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD處在不斷發(fā)展之中，封裝支架尺寸、封裝結構設計、材料選擇、光學(xué)設計、散熱設計等不斷創(chuàng )新，具有廣闊的技術(shù)潛力。

　功率型LED的設計則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中，使得功率型LED的結構、光學(xué)、材料、參數設計也處于發(fā)展之中，不斷有新型的設計出現。

　中國的LED封裝設計是建立在國外及臺灣已有設計基礎上的改進(jìn)和創(chuàng )新。設計需依賴(lài)良好的電腦設計工具、良好的測試設備及良好的可靠性試驗設備，更需依據先進(jìn)的設計思路和產(chǎn)品領(lǐng)悟力。目前中國的LED封裝設計水平還與國外行業(yè)巨頭有一定差距，這也與中國LED行業(yè)缺乏規模龍頭企業(yè)有關(guān)，缺乏有組織、有計劃的規模性的研發(fā)設計投入。

　 六、封裝工藝差異

　LED封裝工藝同樣是非常重要的環(huán)節。例如固晶機的膠量控制，焊線(xiàn)機的焊線(xiàn)溫度和壓力，烤箱的溫度、時(shí)間及溫度曲線(xiàn)，封膠機的氣泡和卡位管控等等，均是重點(diǎn)工藝控制點(diǎn)。即使是芯片質(zhì)量好、輔材匹配好、設計優(yōu)異、設備精度高，如果是工藝不正確或管控不嚴，就會(huì )最終影響LED的可靠性、衰減、光學(xué)特性等。

　隨著(zhù)中國LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個(gè)較好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED顯示屏、廣色域液晶背光源等，中國的LED優(yōu)秀封裝企業(yè)已能滿(mǎn)足其需求，先進(jìn)封裝工藝生產(chǎn)出來(lái)的LED已接近國際同類(lèi)產(chǎn)品水平。

　七、LED器件性能差異

　 LED器件的性能指標主要表現在如下六方面：

　?、倭炼然蛄髅髦?②光衰;③失效率;④光效;⑤一致性;⑥光學(xué)分布特性

　 1、亮度或流明值

由于小芯片(15mil以下)已可在國內芯片企業(yè)大規模量產(chǎn)(盡管有部分外延片來(lái)自進(jìn)口)，小芯片亮度已與國外最高亮度產(chǎn)品接近，其亮度要求已能滿(mǎn)足95%的LED應用需求，而封裝器件的亮度90%程度上取決于芯片亮度。

中大尺寸芯片(24mil以上)目前絕大部分依賴(lài)進(jìn)口，每瓦流明值取決于所采購芯片的流明值，封裝環(huán)節對流明值的影響只有10%。

　2、光衰

　 一般研究認為，光衰與芯片關(guān)聯(lián)度不大，與封裝材料與工藝關(guān)聯(lián)度最大