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大功率LED封装产业化的研究



一、功率LED应用市场环境

 

  1、大功率LED作为新一代的替代光源被广泛看好,应用市场前景广阔,  潜力巨大。(特殊照明、辅助照明、通用照明) 

  2、现有市场规模不如想象的那么大,国内实际用量不超出5KK/月,市场需求的增长也不如想象的那么快。 

  3、成熟的应用产品不多,工程应用居多,品种繁杂,市场需求不稳定。 

  4、应用端技术参差不齐,散热、驱动、配光及系统可靠性技术有待改善成熟,应用技术亟待规范。 

  5、半导体照明应用的专业技术人才缺乏,多以对传统光源的理解来设计应用产品和使用大功率LED。 

  6、早期不规范应用造成的不良影响有待消除。

 

二、大功率LED封装产业现状

 

  1、发展时间短。从研发到生产,大多厂家只有一至两年时间,最长的不超过五年。 

  2、厂家多、规模小,自动化程度低,技术水平低。大多数厂家停留于50K以下的产量,以手工化/半自动操作为主;自动化程度高、技术相对成熟、实际产量达500K/月以上的内资厂屈指可数。 

  3、产品品种百花齐放,没有形成标准化的、公认的主流产品。 

  4、专业技术人才缺乏,研发进展慢,产品设计和技术多流于模仿抄袭,缺乏自主研发和核心专利技术。 

  5、产品品质参差不齐,性价比偏低,没有统一的检验标准。 

  6、市场竞争异常惨烈。除了内资厂之间相互拼杀之外,还屡屡被实力雄厚国外大品牌和外资厂打压。

 

三、大功率LED封装技术的回顾

 

  1、产品形式:


 


 

  2、输入功率:0.5W→1W→3W→5W→10W→20W→30W→100W→200W……

 

 

  3、芯片组合:单芯片→多芯片组合集成

 

  4、透镜封装:

 

 


 

  

  5、固晶工艺:银胶烘烤→金属共晶

 

  6、生产及检测设备:

 

  手工操作→半自动操作→全自动操作

 

  目前全自动固晶、焊线的设备相对成熟,荧光粉涂布、柔性光学硅胶灌封、软性光学硅胶模压成型、检测分档和包装等工序的自动化设备有待开发成熟。

 

四.大功率LED封装产业化亟待解决的问题

 

  1、建立产品技术和检测标准; 

  2、完善产品设计,形成主流产品; 

  3、加强技术研发,形成核心专利; 

  4、改良工艺制程,稳定产品质量; 

  5、开发大功率LED封装的专用自动化设备,提高效率、稳定品质; 

  6、可靠性及光衰寿命的快速评估; 

  7、应用技术支撑。

 

五.大功率LED封装产业化的评判

 

  1、产品标准化

  2、技术专利化

  3、设备自动化

  4、生产规模化

  5、工艺简单化 

  6、管理规范化

  7、效率最高化

  8、品质稳定化

  9、性能最优化

  10、成本最低化

 

  品质稳定化、性能最优化和成本最低化是大功率LED封装产业化生产的最终目的;产品标准化和设备自动化是实现这一目的的基础;生产规模化和工艺简单化是实现目的的手段;技术专利化、管理规范化和效率最高化是实现目的的根本保障。

 

六.大功率LED封装产业化问题的解决思路

 

  1、群策群力,共同建立统一的、完善的产品技术和检测标准。

 

   1、标准的依据:应用需求、技术水平、国际标准 

   2、标准的制定:政府推动、机构主导、产业参与 

   3、标准的实行:政府宣导、机构监督、产业落实 

   4、标准的完善:产业反馈、机构评估、及时更新

 

  2、做好产品设计,规避专利,打造主流产品。

 

   1、设计的依据:应用需求、技术标准、技术水平 

   2、设计的评估:标准化、专利化、可靠化、主流化、实用化、简单化 

   3、设计的完善:满足应用需求、方便批量生产、性价比最优

 

  3、认真做好物料选型,为产业化生产提供最好的物质保障。

 

   1、选型的依据:设计要求 

   2、选型的评估:性能品质、可靠性、适用性、性价比、专利规避、采购难度

   3、选型的确定:满足设计要求、适用批量生产

 

  4、购置合适的仪器设备,为优质、高效、顺畅的产业化生产配备必要    的硬件条件。

 

   1、需求的确定:工艺制程的要求、产品性能的要求 

   2、选型与开发:先选型通用,再开发专用 

   3、仪器设备的评估:适用性、准确性、稳定性、通用性、产能效率、性价比

 

  5、不断完善工艺技术,简化制程,严格掌控工艺条件。

 

   1、工艺技术:成熟化、简单化

   2、简化制程:最短化、防呆化

   3、工艺效果:稳定化,可重复再现

 

  6、加强产品关键参数的在线调控,提高产品生产的良品率。

 

  大功率LED的价值较高,产品关键参数(如色温、色坐标等)分布范围的大小直接影响产品的批次良品率和成本。在产品设计、制程安排和仪器设备选购的时候,必须考虑好如何实现产品关键参数的在线调控。

 

  7、严谨、系统地做好产品的可靠性工程。

 

   1、认真策划好产品的可靠性工程,从产品设计到产品应用,当中的每一个阶段、每一个环节,都要依照产品可靠性的要求考虑周详;

   2、严格落实产品可靠性工程的每一要点,并根据试验结果和应用反馈,进行不断的改良与完善;

   3、产品可靠性工程的主要考量点:抗衰减、抗辐射、抗冲击、防老化、防腐蚀、防静电、耐温性、耐应力、牢固度、密封性 (产品设计、物料选型、制造过程、产品应用) ……

 

  8、做好产品的检测筛选工作,确保产品的性能和品质满足客户的要求。

 

   1、制定产品检测筛选的标准:产品技术标准、客户要求;

   2、管控好仪器设备的校正、使用和保养;

   3、连续监控,加强沟通,重视反馈,不断完善。

 

  9、做好品质工程的策划和实施工作,使产品由始至终都处于有效的品质管理状态。

 

  10、提高生产效率,强化成本管理。

 

七.结束语

 

  在中国,大功率LED封装的产业化还处于刚刚起步阶段,有很多问题有待大家去研究,有很多困难等待大家去克服。在我看来,标准的建立、主流产品的形成、核心常识产权的拥有、专用自动化设备的开发和工艺技术的成熟,是摆在大家面前亟待解决的问题。作为产业人,我今天提出这些问题来探讨,旨在抛砖引玉,引起相关方面的重视,以求共同克服困难,为真正实现大功率LED封装的产业化生产,为半导体照明的美好明天去努力、去共赢!

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