慧聪LED屏网报道 现在行业普遍关注的主要集中在上游芯片、外延领域及其下游照明显示应用领域,封装作为产业链中游的角色,它相当于一个咽喉地位。“整体来讲,能够使芯片的品质得到最大的发挥,实际上取决于对芯片的应用。上游的芯片做的再好,封装技术跟不上,器件的可靠性跟不上,也无法发挥芯片的优势”,柏狮技术总监李志新表示。
目前柏狮生产基地在四川遂宁,研发和销售中心在深圳,其业务分为三大块,即显示光源、智能显示、智能照明,其中显示光源是柏狮目前的主要营销市场。“随着封装技术的突破,柏狮光电将往照明领域延伸,加大COB封装的研发投入,并根据客户以及市场对产品的接受度,做更多的研发。”
SMD取代直插封装将成趋势
随着LED背光电视的饱和,LED应用市场逐渐分为照明和显示屏两块。目前LED显示屏器件主要分为直插和贴片(SMD)两种封装方式。“虽然目前椭圆灯的直插封装使用较多,但是SMD将取代直插式封装,成为主流市场。”
相对于椭圆灯封装产品,SMD器件在追求配光曲线,圆滑度,及角度一致性方面,具有比较明显的优势。但是SMD器件是由多种材料组成的集合体,在使用过程当中容易受环境的影响,包括光、热、湿气等。
“虽然,在LED室内显示屏领域,SMD器件如3528的显示屏产品完全可以取代椭圆灯产品,但是目前椭圆灯在户外市场仍占主流地位”,李志新表示。但是,随着SMD封装结构的优化,SMD封装基板及材料匹配的提升,未来SMD产品也将逐渐走向户外,成为户外显示屏的一大趋势。
在白光中小功率封装领域,目前很多厂商都在推广3528器件。3528可以广泛应用到日光灯管、球泡灯、射灯等照明上。另外,3014、5050等器件也逐渐成为白光中小功率中的主流市场。
在谈到白光大功率封装器件的光效时,李志新表示,目前大功率产品的光效难以赶上中小功率产品。在2011年高工LED精品展上,柏狮推出110流明/瓦以上的3528双晶中功率的产品,引起了LED照明厂商及同行的广泛关注。据了解,柏狮光电在中小功率集成包括少量多芯片封装方面投入较大,并根据客户的使用情况,提供配套器件的解决方案。
COB封装—大功率发展方向
“目前仿流明占据白光大功率照明产品的主流市场,但是以后会逐步被陶瓷或者金属基板封装的光源所取代”,李志新告诉高工LED记者。
大功率封装的另一方向是COB集成光源,COB集成光源类似于LED点光源变成线光源或者面光源,单个LED做成一个日光灯管灯条或者集成面,当光出来以后,通过磨砂面罩进行二次光学处理,使光更加均匀。
COB光源能够改善眩光问题,作为应用端,组装更方便,但是同时也会损耗器件的光效和光通量。前些年,很多企业以金属为基板研究COB光源,以达到线光源和面光源效果。但是COB光源还存在着诸多问题需要攻破:第一,集成式封装会降低光效和光通亮,晶片光效和光通量很难能达到一定高度。第二,基板技术是否能够较好地解决散热和导热问题。第三,封装工艺,即晶片与基板的结合是否具有较好的导热工艺。第四,外延晶片的耐大电流、耐温、品质是否做得好。
近年来,随着国内不少企业对COB高功率集成封装的深入研究,其光效可以达到80lm-100lmw。国外企业如美国科锐,荷兰飞利浦等投入COB封装的研发。据了解,飞利浦是倒装结构的COB封装,主要目的是使热组尽可能的降低。而日本西铁城已经推出较高光效的COB封装,并取得多项专利。但是目前COB封装技术还不能大幅降低COB光源的价格。“就单纯比较COB跟单独器件的一个价格优势,可能还是以牺牲品质为目的的”。
“目前COB封装技术有待提升,如果在技术问题还没有完全解决的情况下,首先考虑降低成本,那么对产品的生命力来说是一种摧残”,李志新坦言。COB封装基板材料包括金属,陶瓷,硅及新型复合材料。目前金属材料使用较为普遍,从整体来讲,金属基板导热率虽高,但是与半导体晶片材料的系数存在匹配性问题,线路下方与基板上方会进行导热绝缘纸处理时,导热性能也将会降低。金属基板还存在着机械加工的精度问题,如在基板表面进行钻孔时,要对精度和成本进行控制。钻孔之后,还要进行表面反射及电镀等。即便同样的金属基板材料,由于基板加工的差异化,做出来的效果(包括导热性、延展性、抗弯曲强度等)也不同,型号也不同。如在铝基板上进行电镀处理,电镀包括电镀层与基板层的玻璃强度和精确度问题。.
固晶机设备如何实现国产化
“LED封装对封装设备要求很高,尤其是COB封装,它的可靠性与固晶焊线设备有很大关系”,李志新坦言。目前常见的晶片结构有三种,第一种是蓝宝石,使用较为普遍,是目前的主流市场;第二种是垂直结构封装;第三种是倒装晶片,无金线封装。“这三种结构做成COB封装,涉及到绑定和建合技术是否能够达到一定程度,这与封装设备是密不可分”,李志新表示。
目前美国ASM固晶机使用较为广泛,国内的大族激光、佑光自动化、翠涛等企业的固晶机设备也使用较多。“目前应用企业比较注重封装企业选用什么企业的固焊机,因为照明产品的失效问题很大程度上源于金线的断裂”,李志新表示。
在谈到如何实现中国LED设备国产化时,李志新认为,首先国内企业起步晚,而日本二十年前就已经做好战略布局工作,并将之作为基础学科来研究。其次由于国内企业规模小,资金得不到最大化,导致难以进行较大投入。“国内外的设备相差一段距离,国内的设备企业应做一些国有化工作,先在高性价比的中低端市场取得竞争力。”
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