解析國內(nèi)外LED封裝技術進展
LED光電產(chǎn)業(yè)還是一個新興產(chǎn)業(yè),涉及到芯片制造技術、封裝技術、散熱技術、二次配光技術、智能控制技術等多個技術領域。
目前,LED光電產(chǎn)業(yè)還是一個新興產(chǎn)業(yè),涉及到芯片制造技術、封裝技術、散熱技術、二次配光技術、智能控制技術等多個技術領域。它具有耗電量少、壽命長、無污染、色彩豐富、耐震動、可控性強等特點。 隨著科學技術的發(fā)展,LED的亮度有了較大的提高,LED芯片的價格也在逐漸降低。由于PC-LED(色轉(zhuǎn)換型發(fā)光二級管)的發(fā)光效率逐年增加,目前Cree報道其實驗室數(shù)據(jù)已超過231 lm/w。LED芯片襯底的價格在LED芯片的占有很大的比重,現(xiàn)階段主要是藍寶石襯底,其價格相對較高。 普瑞光電公司于2011年3月宣布,他們已經(jīng)成功實現(xiàn)了最新的基于硅襯底的LED制造技術研發(fā)成果。該技術主要使用成本較低的硅來取代目前使用的更昂貴的制造材料。該公司相關負責人表示,135 lm/W的氮化鎵硅襯底GaN-on-Silicon生產(chǎn)技術代表了行業(yè)界第一個商業(yè)級硅襯底LED技術的突破。 國外LED產(chǎn)業(yè)技術的發(fā)展狀況 作為歐洲傳統(tǒng)照明巨頭的飛利浦和歐司朗于2000年前投入巨資開始了LED照明基礎技術的研究,其中歐司朗在白光LED用熒光材料方面一直具有領先優(yōu)勢。而飛利浦(Philips)則攜其資本的強大優(yōu)勢,在LED應用領域首先收購美國Lumileds公司及其他具有技術優(yōu)勢的方案公司,取得其多項核心技術。 美國以Cree為代表在LED方面有多項專利技術,其中最具代表的是SiC襯底技術,SiC襯底與GaN材料的晶格適配度只有3.5%,而現(xiàn)階段其他廠商用的藍寶石襯底與GaN材料的晶格適配度高達17%。不僅如此,SiC襯底具有良好的導熱性和導電性,故不采用Al2O3- GaN-LED的倒裝焊技術就可以解決散熱問題,而是采用上下電極的結(jié)構。但是SiC 襯底的缺點就是價格比較昂貴,且難以制備。 超高亮度的LED藍光技術是由日本人中村修二于1980年代研發(fā)出來。日本市場對LED應用的支持力度非常大,隨著近些年政府強力推出積分換購LED產(chǎn)品的計劃,LED產(chǎn)品在日本市場的銷售增長率一直遙遙領先于其他國家。對于韓國以及中國臺灣地區(qū)由于擁有較為成熟的半導體制造和研發(fā)技術,目前全世界70%的中高端LED芯片制造都是在這個區(qū)域完成。 中國LED產(chǎn)業(yè)技術的發(fā)展狀況 我國LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀60年代,80年代形成產(chǎn)業(yè)。大部分核心專利技術掌握在Nichia(日亞)、Cree、Toyoda Gosei、Lumileds及Osram等少數(shù)大公司手中,每年國內(nèi)的關于LED的專利申請雖然也很多,但是缺乏核心技術,基本集中在LED封裝以及LED燈具的應用方面。 至今年8月,中國半導體照明的總產(chǎn)值已達到900億元。上游外延和芯片領域,去年投產(chǎn)的MOCVD為135臺,至今年年底將有300臺MOCVD安裝完畢,預計到2012年會接近1000臺,2015年會超過1500臺,產(chǎn)值達到225億。并且中游封裝領域,企業(yè)開始向下游應用延伸,下游應用領域,發(fā)展至2011年,中國生產(chǎn)照明用功率器件廠家有上百家之多,生產(chǎn)大功率LED品質(zhì)也各不相同。 國內(nèi)目前以國星光電、九州光電、瑞豐光電、山西光宇、中宇光電等廠家生產(chǎn)的照明用LED代表國產(chǎn)器件的較高水平。國內(nèi)生產(chǎn)LED芯片的主要廠家有三安光電、迪源光電、華燦光電、士蘭明芯、上海藍光、上海藍寶。 LED襯底以及芯片制造占70%的利潤,封裝占20%的利潤,封裝產(chǎn)品的應用占10%的利潤。中國的外延材料與核心器件仍然處于中低端的水平,缺乏低成本、高可靠性的核心器件,支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心設備依賴進口。 一直以來,我國都是LED的封裝大國,國內(nèi)具有代表性的公司是國星光電,最近國星光電首創(chuàng)一種新型基于高導熱系數(shù)的金屬+PCB板的大功率LED封裝結(jié)構,其采用最新的平面陣列硅膠塑封成型工藝制造的LED,具有光效高、熱阻低、顯色性好、壽命長和可靠性高等特點。但是做封裝的企業(yè)主要集中在中低端LED器件封裝領域,而高端LED器件封裝領域,涉足的企業(yè)還很少。 我國的功率型LED芯片以及一些封裝的輔助材料還需要進口,一定程度上受到國外的制約,大功率的LED封裝工藝有待進一步完善,尚不能形成完整的LED產(chǎn)業(yè)鏈。大功率LED的發(fā)展一直以照明應用為主要目標。 國內(nèi)的封裝產(chǎn)品多采用傳統(tǒng)的灌封工藝,即將熒光粉與高透射率的硅樹脂混合調(diào)勻后,采用點膠機在反射杯中滴入適量混合膠體,通過熱固化形成熒光粉層。還未見批量生產(chǎn)的平面涂層產(chǎn)品,目前該工藝還處于研發(fā)階段。 |
1.行業(yè)新聞、市場分析。 2.新品新技術(最新研發(fā)出來的產(chǎn)品技術介紹,包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應用領域及圖片); 3.解決方案/專業(yè)論文(針對問題及需求,提出一個解決問題的執(zhí)行方案); 4.技術文章、白皮書,光學軟件運用技術(光電行業(yè)內(nèi)技術文檔);
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