LED封装发展历程和发展趋势

2016-07-22 10:45阅读:34

作者 : 千讯咨询   来源 / 本站整理

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技术进步和市场需求是LED产业发展的两大动力。LED封装经历了各种封装形态的传统正装封装和有引线倒装封装发展历程。随着市场需求变化、LED芯片制备技术和LED封装技术的发展,LED封装将主要朝着高功率、多芯片集成化、高光效及高可靠性、小型化的方向发展。从中国LED封装发展历程上看,有传统正装封装用LED芯片(LED芯片市场发展研究及投资前景报告)、有引线覆晶(Flip-Chip)封装用LED芯片和无引线覆晶封装用LED芯片等几种结构,无引线覆晶LED封装技术是未来LED封装的主流技术。

随着芯片技术发展和市场对更高亮度的需要,各种形态的封装产品大量产生,从早期的引脚式LED器件、贴片式印制电路板(PCB)结构、聚邻苯二酰胺(PPA)、聚对苯二甲酸己二甲醇酯(PCT)及热固性环氧树酯(EMC)结构LED器件到现今的氮化铝陶瓷结构、高功率集成板上芯片封装(ChipOnBoard,COB)、各类覆晶等不同形态的封装。中国LED封装形式的演变如图1所示。未来LED封装将围绕照明应用,主要朝着高功率、小型化、多芯片集成化、高光效及高可靠性方向发展。为提升白光LED器件流明成本效率,解决封装器件大电流高功率工作条件下的散热、实现高光效及高可靠性等技术问题将成为新的主题。

LED封装可以简单分为正装芯片封装与覆晶封装。覆晶封装又分为有引线覆晶封装和无引线覆晶封装。覆晶封装是利用LED倒装芯片与各种封装材料通过特定的技术方案进行有效组合成产品的封装工艺。倒装芯片之所以被称为“倒装”,是相对于正装封装金属线键合(WireBonding)连接方式的工艺而言。正装封装的LED芯片电气面朝上,而LED倒装芯片的电气面朝下,相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”,倒装LED芯片的光从蓝宝石衬底取出,不必从电流扩散层取出,不透光的电流扩散层可以加厚,增加电流密度。

随着外延、芯片制备技术发展及IC芯片级微封装技术在LED中的应用,基于覆晶的无引线封装技术将成为未来引领市场的一种LED封装新技术。目前有芯片、封装厂商在开展无引线封装技术研发及产业化,主要有以下2种方式:一种是芯片厂商直接做成已涂布好荧光粉的LED芯片级器件,该LED芯片级器件可通过固晶回流焊工艺直接焊接到线路基板上制成光源板(如图5),如CREEXQ-E、三星LM131A、晶电16×16免封装芯片产品。另一种是封装厂商采用类共晶/回流焊方式将芯片厂商推出的水平电极倒装芯片封装成各种无引线封装产品(如图6),如晶科电子(广州)有限公司、台湾隆达电子股份有限公司及深圳市天电光电科技有限公司、江西省晶瑞光电有限公司等推出的陶瓷基板3535、2016、高功率COB等功率型封装产品。

目前,以覆晶为基础的无引线封装技术主要应用在大功率的产品上和多芯片集成封装COB的产品上,在中小功率产品的应用上,其成本竞争力还不是很强。虽然LED无引线覆晶封装正在颠覆传统LED封装工艺,但为适应应用领域对产品结构形式要求,其他封装形式依然会存在。目前无引线覆晶封装工艺技术路线已经明确,相关设备、工艺都将更新,虽然封装制程成本较高,且当前亮度与传统封装相比还没有明显优势,但由于无引线覆晶封装有众多其他优点,仍将是半导体照明LED封装技术的发展趋势。各类LED无引线覆晶封装产品已在室内外照明、装饰照明及背光等领域得到应用,随着新技术出现和进步、技术应用的拓展,特别是在中小功率封装上的推广与成熟应用,无引线覆晶封装将进一步突显成本和技术优势,成为技术主流,引领行业发展。

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