【正文】 是市場(chǎng)較混亂惡性競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象非常普遍目前國(guó)內(nèi)企業(yè)數(shù)量超過(guò) 1000 家絕大部分投資規(guī)模較小由于缺乏必要的技術(shù)基礎(chǔ)和質(zhì)量控制手段產(chǎn)品主要以低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品附加值低缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 業(yè)間公認(rèn) LED 業(yè)的未來(lái)發(fā)展將繼續(xù)以高亮度和微型化為主線因?yàn)楦吡炼却砣〈胀ㄕ彰鞯陌雽?dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步的微型化則為適合更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用服務(wù)目前很多的特殊場(chǎng)合照明應(yīng)用是通過(guò)封裝微型化后的多器件組合來(lái)實(shí)現(xiàn)所以封裝微型化仍然是實(shí)現(xiàn) 特殊照明乃至普通照明的重要途徑之一 通過(guò)以上的分析也可以看出從推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的角度講中游的封裝業(yè)作用非常關(guān)鍵因?yàn)? ①上游的芯片業(yè)盡管技術(shù)很集中但相對(duì)而言變數(shù)也最大專業(yè)要求非常高技術(shù)路線各不相同 ②下游的應(yīng)用則又體現(xiàn)出很大程度的多樣化技術(shù)上并不以 LED專有技術(shù)為重點(diǎn)而是要結(jié)合到電路光學(xué)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)等方面去 ③封裝是一個(gè)把高技術(shù)的 LED 芯片通過(guò)特定工藝技術(shù)轉(zhuǎn)化為可簡(jiǎn)單應(yīng)用的元器件的過(guò)程形象點(diǎn)說(shuō)就是擔(dān)負(fù)著把 LED 化繁為簡(jiǎn)的責(zé)任然后直接面向終端消費(fèi)品的應(yīng)用從這個(gè)意義上講封裝技術(shù)不一定能代表 LED的未來(lái)技術(shù)目 標(biāo)但封裝產(chǎn)業(yè)能代表的未來(lái)應(yīng)用目標(biāo) RGB三基色技術(shù)和大功率白光技術(shù)是當(dāng)前半導(dǎo)體光器件與照明應(yīng)用研究的熱點(diǎn)也是最主要的難點(diǎn)所在 RGB三色 LED的有效選擇與匹配以構(gòu)成高顯色指數(shù)的白光及對(duì)混色光的光色動(dòng)態(tài)調(diào)校技術(shù)研究很重要因?yàn)?RGB 三色組合作為在技術(shù)上最單純的白光實(shí)現(xiàn)方法卻遲遲無(wú)法商業(yè)化最主要的原因就在于 RGB三色 LED 的半導(dǎo)體材質(zhì)彼此差異極大具體表現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)電壓相差大三色發(fā)光波長(zhǎng)半幅值狹窄及個(gè)別單色 LED 的劣化將導(dǎo)致發(fā)光色不純或不均勻 其次良好的散熱設(shè)計(jì)是封裝技術(shù)的重要課題都必須在極小的封裝中處理極高的熱量若除了 各種封裝材料會(huì)因?yàn)楸舜碎g膨脹系數(shù)的不同而有產(chǎn)品可靠度的問(wèn)題外的發(fā)光效能也會(huì)隨著溫度的上升而明顯下降并造成壽命縮短 YAG 熒光粉的白光封裝技術(shù)是目前較成熟的技術(shù)但是利用這樣方法封裝出來(lái)的白光有幾個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題遲遲無(wú)法解決 YAG 熒光粉相關(guān)白光的專利而日亞公司對(duì)于專利是采取寡占市場(chǎng)的態(tài)度因此對(duì)于利用藍(lán)光芯片配合黃光熒光粉生產(chǎn)白光的廠商都而利用藍(lán)光芯片配上黃光熒光粉的白光 LED 技術(shù)更有白光色溫偏高演色性偏低等問(wèn)題因此開(kāi)發(fā)一個(gè)效果更好且沒(méi)有專利問(wèn)題的技術(shù)是重大課題 UV LED 配上三色 RGB 熒光粉提供了另一個(gè)方向其方法主要是利用實(shí)際上不參與配出白光的 UV LED 激發(fā)紅綠藍(lán)三色熒光粉通過(guò)三色熒光粉發(fā)出的三色光配成白光這樣的方法因?yàn)?UV LED 不實(shí)際參與白光的配色因此 UV LED 波長(zhǎng)與強(qiáng)度的波動(dòng)對(duì)于配出的白光而言不會(huì)特別的敏感并可通過(guò)各色熒光粉的選擇及配比調(diào)制出可接受色溫及演色性的白光而在專利方面利用 UV LED＋ RGB熒光粉相關(guān)的研發(fā)仍有相當(dāng)?shù)陌l(fā)揮空間但是這樣的技術(shù)雖然有種種的優(yōu)點(diǎn)但是 UV LED 結(jié)合國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的實(shí)際再借鑒臺(tái)灣的發(fā)展模式本項(xiàng)目 LED 器件封裝對(duì)于提升我國(guó)產(chǎn)業(yè)地位進(jìn)而向上下游延伸和發(fā)展具有重大作用和意義 1 發(fā)展 LED 封裝是我國(guó)業(yè)發(fā)展的突破點(diǎn) LED業(yè)的發(fā)展在技術(shù)上寄希望于上游在產(chǎn)業(yè)推廣上寄希望于中游封裝我國(guó)發(fā)展 LED 封裝是突破點(diǎn) 在上游盡管有相當(dāng)部分科研類的論文很樂(lè)觀的認(rèn)為國(guó)內(nèi)的 LED晶片技術(shù)只落后國(guó)際最高水平 23年理論依據(jù)是在 1961年國(guó)外最早在實(shí)驗(yàn)室推出 LED晶片后不到三年我國(guó)也在實(shí)驗(yàn)室制造出了 LED晶片而且其后國(guó)外每一階段的成果我們也似乎都在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)緊緊跟上了在這個(gè)問(wèn)題上我公司作為目前國(guó)內(nèi)企業(yè)中最大的 LED 晶片采購(gòu)和使用廠家有著很多實(shí)際的體會(huì)這種論斷忽視了或者說(shuō)故意回避了除實(shí)驗(yàn)室技術(shù)外兩個(gè)最重要的問(wèn)題一 是產(chǎn)業(yè)化水平的問(wèn)題二是國(guó)外機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)未產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)做技術(shù)儲(chǔ)備和保密的問(wèn)題這兩點(diǎn)其實(shí)在LED 發(fā)展的每一階段都在印證從黃紅綠晶片到藍(lán)晶片到白光技術(shù)到SMD技術(shù)再到功率管技術(shù)等等技術(shù)上落后美國(guó)日本產(chǎn)業(yè)化水平落后臺(tái)灣都有六七年甚至十年以上的差距 相比之下國(guó)內(nèi)的中游封裝與國(guó)外的差距要小得多原因是目前全球 LED封裝產(chǎn)業(yè)做得最好的是我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)而臺(tái)灣 LED封裝企業(yè)出于生產(chǎn)成本的考慮從 20世紀(jì) 90年代起就大量的將生產(chǎn)基地設(shè)到國(guó)內(nèi)這樣一來(lái)實(shí)際上我國(guó)就成了全球最大的 LED 封裝器件生產(chǎn)基地也培養(yǎng)了大批的本地 LED 封裝技術(shù)人才 加上比較良好的商業(yè)交往和同業(yè)交流使得內(nèi)資的 LED 封裝企業(yè)在信息技術(shù)等方面都不落后差距很大程度上只體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模和優(yōu)勢(shì)整合上 從 LED封裝突破進(jìn)而全面發(fā)展 LED在國(guó)際上有成功范例同時(shí)也是我國(guó)發(fā)展 LED的必由之路最典型的莫過(guò)于臺(tái)灣島內(nèi)的 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展臺(tái)灣的芯片企業(yè)是在封裝產(chǎn)業(yè)首先形成規(guī)模形成人才積淀的基礎(chǔ)上成功崛起的這其中有技術(shù)人才市場(chǎng)培育等等多方面的綜合因素 對(duì)于我國(guó) LED業(yè)發(fā)展而言因?yàn)樯嫌?LED芯片業(yè)需要高度專業(yè)化和團(tuán)隊(duì)化的人才積淀以及很高的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)承受能力同時(shí)下游的應(yīng)用由于絕大部分技術(shù)含量較低或技術(shù)側(cè)重點(diǎn) 不同在封裝業(yè)發(fā)展良好的基礎(chǔ)上會(huì)有很自然的發(fā)展這其中行業(yè)規(guī)范倒是一個(gè)重點(diǎn)另外部分關(guān)鍵技術(shù)如面向普通照明的燈具開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)形成一定的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)也很重要所以以發(fā)展較成熟的封裝產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)進(jìn)而向上游延伸就是最可行的發(fā)展思路國(guó)內(nèi)由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)起步較晚民用產(chǎn)品的科研投資體制在很大程度上與國(guó)外的企業(yè)主導(dǎo)不同讓企業(yè)做顯得實(shí)力不足讓政府做則方向很難明確評(píng)估和管理都是問(wèn)題所以最終這個(gè)問(wèn)題的最佳解決方式還是市場(chǎng)化運(yùn)作政府資助 2 項(xiàng)目實(shí)施有利于我國(guó)發(fā)展首先在 LED 封裝方面做大強(qiáng) 國(guó)內(nèi)的封裝同類企業(yè)已有約 400 家產(chǎn)業(yè)布局上非常分散我公司通過(guò)近幾年的發(fā)展 200年本部實(shí)現(xiàn)銷售 1億元 200年本部銷售 2億元累計(jì)各投資分公司業(yè)績(jī)和銷售代理處增值業(yè)績(jī)總銷售業(yè)績(jī)億元這個(gè)業(yè)績(jī)約占國(guó)內(nèi)本土封裝企業(yè)不含國(guó)內(nèi)臺(tái)商獨(dú)資企業(yè)總業(yè)績(jī)的 8 居國(guó)內(nèi)同業(yè)首位國(guó)內(nèi) LED 封裝這種業(yè)態(tài)不足以帶來(lái)在國(guó)內(nèi)的人才技術(shù)的優(yōu)勢(shì)集聚和整合通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施我公司 2021 年實(shí)現(xiàn)銷售億元封裝產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率提高到 1 擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)引導(dǎo)新一輪產(chǎn)業(yè)整合這是做大同時(shí)在封裝技術(shù)上定位于消化吸收國(guó)際最新的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)如目前實(shí)施的白光功率管 SMD 生產(chǎn)線等建設(shè)國(guó)內(nèi)規(guī)模最大裝備最先進(jìn)自動(dòng)化程度最高器件序列化程度最好 的研發(fā)和生產(chǎn)基地積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)這是做強(qiáng) 3 項(xiàng)目實(shí)施有利于業(yè)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展 在做大做強(qiáng)封裝的基礎(chǔ)上我們將積極向 LED 業(yè)上下游延伸在上游芯片方面公司的策略是分階段切入計(jì)劃在 200 年完成第一條芯片切割線的建設(shè)月產(chǎn) 50KK 視項(xiàng)目進(jìn)展再?zèng)Q定是否擴(kuò)大規(guī)模及在何時(shí)機(jī)進(jìn)入 LED 外延生長(zhǎng)領(lǐng)域在下游的應(yīng)用技術(shù)方面公司近年已取得較好發(fā)展而且獲得了 XX 省科技廳的個(gè)重大項(xiàng)目立項(xiàng)支持目前項(xiàng)目進(jìn)展非常順利同時(shí)本項(xiàng)目的實(shí)施將為下游應(yīng)用行業(yè)提供產(chǎn)品有利于應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展 綜合而言本項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)提高民族產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上的地位及以一定高度和規(guī) 模參與全球競(jìng)爭(zhēng)具有重要意義并將對(duì)國(guó) LED 業(yè)整個(gè)上中下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響 三項(xiàng)目組建的可行性 31 技術(shù)可行性 九十年代中期以來(lái)氮化鎵 GaN 基材料及其合金在材料制備和發(fā)光器件制作等方面取得重大技術(shù)突破成了全球半導(dǎo)體研究領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)目前紅普綠黃橙黃等發(fā)光二極管的技術(shù)已經(jīng)成熟而且已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化構(gòu)成全彩色的三原色光分別為 RGBRedGreenBlue 即純紅光純綠光純藍(lán)光而純綠純藍(lán)發(fā)光二極管是長(zhǎng)期困擾本行業(yè)的難題 藍(lán)色發(fā)光二極管制作工藝上可分為三步 1發(fā)光晶體上游產(chǎn)品 氮化鎵 GaN基材料制作 2 管芯中游產(chǎn) 品制作 3 管芯的封裝而從上游產(chǎn)品 氮化鎵GaN 基材料到中游產(chǎn)品 藍(lán)綠發(fā)光二極管 LED 和激光二極管 LD 又稱激光器之間存在著很高的技術(shù)壁壘 國(guó)內(nèi)外都對(duì)該領(lǐng)域投入了大量的研究美國(guó)和日本現(xiàn)已掌握生產(chǎn)純藍(lán)和純綠光的氮化鎵 GaN 基材料的生長(zhǎng)工藝目前只有日本日亞公司 Nichia 豐田合成 Toyota Gosei 美國(guó)克雷 Cree 惠普 HP 德國(guó)西門子Siemens等幾家公司生產(chǎn)和銷售藍(lán)綠光 LED亞太地區(qū)韓國(guó)三星先進(jìn)技術(shù)研究所最近公布了采用多量子阱技術(shù)的高亮度藍(lán)光和綠光 LED 的開(kāi)發(fā)情況并預(yù)計(jì)近期可以面市臺(tái)灣許多大的光電公司如國(guó) 聯(lián)光磊億光李洲漢光光寶光鼎天如旭嘉松下產(chǎn)業(yè)等在原有的成熟下游封裝工藝基礎(chǔ)上積極向藍(lán)綠光 LED 中游產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)軍 在我國(guó)氮化鎵 GaN基半導(dǎo)體材料及器件被列為國(guó)家 863計(jì)劃項(xiàng)目我國(guó)已在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)出氮化鎵 GaN 基藍(lán)色發(fā)光材料目前正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面的研究我國(guó)總體在 LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展低于日本美國(guó)和歐洲各國(guó)也沒(méi)有臺(tái)灣的發(fā)展規(guī)模目前在外延晶片生長(zhǎng)方面我國(guó)只能生長(zhǎng)很少一部分高亮度的紅光和黃光盡管有幾家公司在藍(lán)光 LED 生產(chǎn)上經(jīng)過(guò)的不少的努力但還沒(méi)有形成批量生產(chǎn)我國(guó)最多的廠商是一些小規(guī)模的封裝公司接近 400 家但往往是為了單一的 應(yīng)用而生產(chǎn)在產(chǎn)品序列化程度和生產(chǎn)規(guī)模上都很欠缺 在封裝領(lǐng)域鑒于 LED 產(chǎn)品難以取代的優(yōu)異特性及伴隨著近 10 年以來(lái)的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)業(yè)界對(duì) LED 行業(yè)的發(fā)展在兩個(gè)方面寄予厚望一是特殊照明應(yīng)用和取代普通照明的半導(dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展二是進(jìn)一步的微型化以適合更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用 基于以上的分析在公司制定的發(fā)展規(guī)劃中研發(fā)技改和擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)施都是以照明應(yīng)用和微型化封裝為中心而本項(xiàng)目的建設(shè)和實(shí)施總體上也是以 LED照明應(yīng)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和封裝器件的 SMD技術(shù)為兩大主線按實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線分則可以分成四大類別 大功率高亮度 LED ★ SMD 微型化封裝技 術(shù) ★太陽(yáng)能半導(dǎo)體照明一體化技術(shù) ★特殊照明燈產(chǎn)品直接封裝技術(shù)以信號(hào)指示燈 1高亮度 LED工藝路線與技術(shù)特點(diǎn)白光 LED分為普通型和功率型封裝其中功率型的白光封裝實(shí)際上涵蓋了兩大技術(shù)一是基于藍(lán)光或紫光 LED 芯片在本項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施中以藍(lán)光為重點(diǎn)的熒光粉激發(fā)再混合成白光的技術(shù)二是功率型芯片的高散熱封裝包括各個(gè)色別的功率型 LED芯片這兩項(xiàng)技術(shù)是 LED器件在特定領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)照明技術(shù)應(yīng)用的代表也是今后取代普通照明的最重要路線白光 LED 則是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明的核心技術(shù)和核心器件 LED發(fā)光顏色豐富目前已形成全色系但對(duì)于一般 照明而言人們更需要白色的 LED 在白光技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上我公司是消化吸收了日本日亞公司的技術(shù)即將 InGaN 或 GaN 藍(lán)光 LED 芯片和釔鋁石榴石 YAG 熒光粉封裝在一起做成 LED 芯片發(fā)藍(lán)光 λ p 465 納米半寬度 30 納米 YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光芯片的藍(lán)光和熒光粉的黃光混合在一起形成白光 普通型白光 LED 分別在 GaN 和 InGaN 兩種藍(lán)色芯片上與光致發(fā)光熒光粉結(jié)合得到熒光粉的配比與調(diào)節(jié)涂敷方式以及在此基礎(chǔ)上通過(guò)添加紅色硫化物調(diào)節(jié)白光色溫是創(chuàng)新之處產(chǎn)品使用標(biāo)準(zhǔn)引線支架裝配 GaNInGaN 藍(lán)色芯片然后同時(shí)通過(guò) 對(duì)藍(lán)色芯片的防靜電加工和低溫壓焊在用高透光率的環(huán)氧樹(shù)脂灌封前按照所用藍(lán)色芯片的發(fā)光波長(zhǎng)選用與其匹配的黃磷與適當(dāng)比例的 ML 粉根據(jù)用途的不同對(duì)色溫值要求低的產(chǎn)品還將添加含硫化物的紅色熒光粉進(jìn)行調(diào)配后在藍(lán)色芯片上用自主設(shè)計(jì)研制的旋轉(zhuǎn)式點(diǎn)膠頭進(jìn)行涂敷通過(guò)精確控制對(duì)芯片的包封程度獲得色度極佳的白光 LED 傳統(tǒng)的指示燈型 LED 封裝結(jié)構(gòu)用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺寸的反射杯中或載片臺(tái)上由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成其熱阻高達(dá) 250℃ W～ 300℃ W 而大功率芯片若采用傳統(tǒng)封裝形式將會(huì)因散熱不良而導(dǎo)致芯片結(jié)溫迅 速上升和環(huán)氧碳化變黃從而造成器件的加速光衰直至失效甚至因?yàn)檠杆俚臒崤蛎浰a(chǎn)生的應(yīng)力造成開(kāi)路而失效因此對(duì)于大功率高亮度 LED 芯片低熱阻散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是大功率 LED 器件的技術(shù)關(guān)鍵 由于 LED芯片輸入功率的不斷提高對(duì)大功率高亮度 LED的封裝技術(shù)提出了更高的要求大功率高亮度 LED 封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足以下兩點(diǎn)要求一是封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率二是熱量要盡可能低這樣才能保證功率 LED 的光電性能和可靠性因此除了芯片本身外器件封裝技術(shù)也舉足輕重 大功率高亮度 LED 以封裝散熱結(jié)構(gòu)為核心解決封裝材料選擇技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化 應(yīng)用問(wèn)題并特別針對(duì)白光產(chǎn)品繼續(xù)提高熒光粉配比技術(shù)與涂敷工藝水平實(shí)現(xiàn)完整的共晶焊封裝工藝流程 在封裝過(guò)程中 LED 照明光源需要解決如下個(gè)環(huán)節(jié)的散熱問(wèn)題一是芯片到封裝基板的散熱二是封裝基板到外部冷卻裝置的導(dǎo)熱這二個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成 LED 照明光源熱傳導(dǎo)的通道熱傳導(dǎo)通道上任何薄弱環(huán)節(jié)都會(huì)使熱導(dǎo)設(shè)計(jì)毀于一旦 在這個(gè)環(huán)節(jié)上我們采用美國(guó) Lamina陶瓷公司研究開(kāi)發(fā)的 CuMoCu銅鉬銅復(fù)合金屬基板材料技術(shù)將金屬基多層低溫?zé)Y(jié)陶瓷技術(shù)LTCCM 應(yīng)用于 LED 封裝相比之下在熱處理方面與傳統(tǒng)封裝方法有著大幅度的改善采用此技術(shù)因?yàn)闊釋?dǎo)系數(shù)的 提高使得其工作溫度也得以提高該技術(shù)可應(yīng)用于封裝大多數(shù)廠家的各種 LED 芯片通過(guò)提高熱導(dǎo)系數(shù)采用覆晶式晶片降低熱膨脹系數(shù)不匹配度增強(qiáng)了 LED 的熱處理性能與傳統(tǒng)的散熱通道相比散熱環(huán)節(jié)減少由于芯片直接焊裝在復(fù)合金屬基板上散熱效率更高芯片到封裝基板之間的熱阻系數(shù)僅僅相當(dāng)于傳統(tǒng)方式的 16 封裝材料制備選擇技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面我們?cè)谛酒虏考鱼~或鋁質(zhì)熱沉并采用半包封