【正文】 膠機(jī)、分光分色機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、智能烤箱等。五年前，LED自動(dòng)封裝設(shè)備基本是國(guó)外品牌的天下，主要來(lái)自歐洲和臺(tái)灣，中國(guó)只有少量半自動(dòng)固晶、焊線(xiàn)設(shè)備的供應(yīng)。在過(guò)去的五年里，中國(guó)的LED生產(chǎn)設(shè)備制造業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，如今自動(dòng)固晶機(jī)、自動(dòng)封膠機(jī)、分光分色機(jī)、自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)、智能烤箱等均有廠(chǎng)家供應(yīng)，具有不錯(cuò)的性?xún)r(jià)比。 LED主要測(cè)試設(shè)備包括IS標(biāo)準(zhǔn)儀、光電綜合測(cè)試儀、TG點(diǎn)測(cè)試儀、積分球流明測(cè)試儀、熒光粉測(cè)試儀等及冷熱沖擊、高溫高濕等可靠性試驗(yàn)設(shè)備。除標(biāo)準(zhǔn)儀主要來(lái)自德國(guó)和美國(guó)外，其它設(shè)備目前均有國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)供應(yīng)。目前中國(guó)LED封裝企業(yè)中，處于規(guī)模前列的LED封裝企業(yè)均擁有世界最先進(jìn)的封裝設(shè)備，這是后發(fā)優(yōu)勢(shì)所決定的。就硬件水平來(lái)說(shuō)，中國(guó)規(guī)模以上的LED封裝企業(yè)是世界上最先進(jìn)的。當(dāng)然，一些更高層次的測(cè)試分析設(shè)備還有待進(jìn)一步配備。因此，中國(guó)在封裝設(shè)備硬件上已具備世界領(lǐng)先水平，具備先進(jìn)封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。三、LED芯片差異：目前中國(guó)大陸的LED芯片企業(yè)約有十家左右，起步較晚，規(guī)模不夠大，最大的LED芯片企業(yè)年產(chǎn)值約3個(gè)億人民幣，每家平均年產(chǎn)值在1至2個(gè)億。這兩年中國(guó)大陸的LED芯片企業(yè)發(fā)展速度較快，技術(shù)水平提升也很快，中小尺寸芯片（指15mil以下）已能基本滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)的需求，大尺寸芯片（指功率型W級(jí)芯片）還需進(jìn)口，主要來(lái)自美國(guó)和臺(tái)灣企業(yè)，不過(guò)大尺寸芯片只有在LED進(jìn)入通用照明后才能大批量應(yīng)用。LED封裝器件的性能在50%程度上取決于LED芯片，LED芯片的核心指標(biāo)包括亮度、波長(zhǎng)、失效率、抗靜電能力、衰減等。目前國(guó)內(nèi)LED封裝企業(yè)的中小尺寸芯片多數(shù)選用國(guó)產(chǎn)品牌，這些國(guó)產(chǎn)品牌的芯片性能與國(guó)外品牌差距較小，具有良好的性?xún)r(jià)比，亦能滿(mǎn)足絕大部分LED應(yīng)用企業(yè)的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已與國(guó)外品牌相當(dāng)，通過(guò)封裝工藝技術(shù)的配合，已能滿(mǎn)足很多高端應(yīng)用領(lǐng)域的需求。四、封裝輔助材料差異封裝輔助材料包括支架、金線(xiàn)、環(huán)氧樹(shù)脂、硅膠、模條等。輔助材料是LED器件綜合性能表現(xiàn)的一個(gè)重要基礎(chǔ)，輔助材料的好壞可以決定LED器件的失效率、衰減率、光學(xué)性能、能耗等。目前中國(guó)大陸的封裝輔助材料供應(yīng)鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應(yīng)。但高性能的環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠以進(jìn)口居多，這兩類(lèi)材料主要要求耐高溫、耐UV、優(yōu)異折射率及良好膨脹系數(shù)等。隨著全球一體化的進(jìn)程，中國(guó)LED封裝企業(yè)已能應(yīng)用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。五、封裝設(shè)計(jì)差異LED的封裝形式主要有支架式LED、表貼式LED及功率型LED三大主類(lèi)。LED的封裝設(shè)計(jì)包括外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)、材料匹配設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)等。支架式LED的設(shè)計(jì)已相對(duì)成熟，目前主要在衰減壽命、光學(xué)匹配、失效率等方面可進(jìn)一步上臺(tái)階。貼片式LED的設(shè)計(jì)尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD處在不斷發(fā)展之中，封裝支架尺寸、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)等不斷創(chuàng)新，具有廣闊的技術(shù)潛力。功率型LED的設(shè)計(jì)則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中，使得功率型LED的結(jié)構(gòu)、光學(xué)、材料、參數(shù)設(shè)計(jì)也處于發(fā)展之中，不斷有新型的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。中國(guó)的LED封裝設(shè)計(jì)是建立在國(guó)外及臺(tái)灣已有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的改進(jìn)和創(chuàng)新。設(shè)計(jì)需依賴(lài)良好的電腦設(shè)計(jì)工具、良好的測(cè)試設(shè)備及良好的可靠性試驗(yàn)設(shè)備，更需依據(jù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和產(chǎn)品領(lǐng)悟力。目前中國(guó)的LED封裝設(shè)計(jì)水平還與國(guó)外行業(yè)巨頭有一定差距，這也與中國(guó)LED行業(yè)缺乏規(guī)模龍頭企業(yè)有關(guān)，缺乏有組織、有計(jì)劃的規(guī)模性的研發(fā)設(shè)計(jì)投入。六、封裝工藝差異LED封裝工藝同樣是非常重要的環(huán)節(jié)。例如固晶機(jī)的膠量控制，焊線(xiàn)機(jī)的焊線(xiàn)溫度和壓力，烤箱的溫度、時(shí)間及溫度曲線(xiàn)，封膠機(jī)的氣泡和卡位管控等等，均是重點(diǎn)工藝控制點(diǎn)。即使是芯片質(zhì)量好、輔材匹配好、設(shè)計(jì)優(yōu)異、設(shè)備精度高，如果是工藝不正確或管控不嚴(yán)，就會(huì)最終影響LED的可靠性、衰減、光學(xué)特性等。隨著中國(guó)LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個(gè)較好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED顯示屏、廣色域液晶背光源等，中國(guó)的LED優(yōu)秀封裝企業(yè)已能滿(mǎn)足其需求，先進(jìn)封裝工藝生產(chǎn)出來(lái)的LED已接近國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平。七、LED器件性能差異LED器件的性能指標(biāo)主要表現(xiàn)在如下六方面：①亮度或流明值；②光衰；③失效率；④光效；⑤一致性；⑥光學(xué)分布特性亮度或流明值由于小芯片（15mil以下）已可在國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)大規(guī)模量產(chǎn)（盡管有部分外延片來(lái)自進(jìn)口），小芯片亮度已與國(guó)外最高亮度產(chǎn)品接近，其亮度要求已能滿(mǎn)足95%的LED應(yīng)用需求，而封裝器件的亮度90%程度上取決于芯片亮度。中大尺寸芯片（24mil以上）目前絕大部分依賴(lài)進(jìn)口，每瓦流明值取決于所采購(gòu)芯片的流明值，封裝環(huán)節(jié)對(duì)流明值的影響只有10%。光衰一般研究認(rèn)為，光衰與芯片關(guān)聯(lián)度不大，與封裝材料與工藝關(guān)聯(lián)度最大。影響光衰的封裝材料主要有固晶底膠、熒光膠、外封膠等，影響光衰的封裝工藝主要有各工序的烘烤溫度和時(shí)間及材料匹配等。目前，中國(guó)LED封裝工藝經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和積累，已有較好的基礎(chǔ)，在光衰的控制上已與國(guó)外一些產(chǎn)品匹敵。失效率失效率與芯片質(zhì)量、封裝輔助材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)水平和管理水平相關(guān)。LED失效主要表現(xiàn)為死燈、光衰過(guò)大、波長(zhǎng)或色溫漂移過(guò)大等。根據(jù)LED器件的不同用途要求，其失效率也有不同的要求。例如指示燈用途LED可以為1000PPM（3000小時(shí)）；照明用途LED為500PPM（3000小時(shí)）；彩色顯示屏用途LED為50PPM（3000小時(shí)）。中國(guó)封裝企業(yè)的LED失效率整體水平有待提高?？上驳氖牵倭恐袊?guó)優(yōu)秀封裝企業(yè)的失效率已達(dá)到世界水平。光效LED光效90%取決于芯片的發(fā)光效率。中國(guó)LED封裝企業(yè)對(duì)封裝環(huán)節(jié)的光效提高技術(shù)也有大量研究。如果中國(guó)在大尺寸瓦級(jí)芯片的研發(fā)生產(chǎn)上取得突破及量產(chǎn)，將會(huì)極大促進(jìn)功率型封裝器件光效的提高。一致性L(fǎng)ED的一致性包括波長(zhǎng)一致性、亮度一致性、色溫一致性、衰減一致性等。前三項(xiàng)一致性是可以通過(guò)投料工藝控制和分光分色機(jī)篩選達(dá)到的。前三項(xiàng)水平來(lái)說(shuō)，中國(guó)LED封裝技術(shù)與國(guó)外一致。角度一致性往往難以分選出來(lái)，需通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、物料機(jī)械精度控制、生產(chǎn)制程嚴(yán)格控制來(lái)達(dá)到。例如，LED全彩顯示屏用途的紅、綠、藍(lán)三種橢圓形LED的角度一致性控制非常重要，決定性地影響LED全彩顯示屏的色彩品質(zhì)，成為L(zhǎng)ED器件的一項(xiàng)高端技術(shù)。衰減一致性也與物料控制和工藝控制有關(guān)，包括不同顏色LED的衰減一致性和同一顏色LED的衰減一致性。一致性的研究是LED封裝技術(shù)的一個(gè)重要課題。中國(guó)部分LED封裝企業(yè)在LED一致性方面的技術(shù)已與國(guó)際接軌。光學(xué)分布特性L(fǎng)ED是一個(gè)發(fā)光器件。對(duì)于很多LED應(yīng)用用途來(lái)說(shuō)，LED的光形分布是一個(gè)重要指標(biāo)，決定了應(yīng)用產(chǎn)品二次光學(xué)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，也直接影響了LED應(yīng)用產(chǎn)品的視覺(jué)效果。例如，LED戶(hù)外顯示屏使用的LED橢圓形透鏡設(shè)計(jì)能夠使顯示屏在角度變化時(shí)亮度變化平穩(wěn)并有較大視角，符合人的視覺(jué)習(xí)慣。又如，LED路燈的光學(xué)要求，使得LED的一次光學(xué)設(shè)計(jì)和路燈的二次光學(xué)設(shè)計(jì)必須匹配，達(dá)到最佳路面光斑和最佳發(fā)光效率。通過(guò)計(jì)算機(jī)光學(xué)模擬軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是常用的手段。中國(guó)LED封裝企業(yè)在積極迎頭趕上，與國(guó)外技術(shù)的差距在縮小。七 結(jié)論 隨著中國(guó)成為全世界的LED封裝大國(guó)，中國(guó)的LED封裝技術(shù)在快速發(fā)展和進(jìn)步，與世界頂尖封裝技術(shù)的差距在縮小，并且局部產(chǎn)品有超越。 我們需要加大在LED封裝技術(shù)研究領(lǐng)域方面的研發(fā)投入，企業(yè)和政府均應(yīng)引起重視。其實(shí)我們中國(guó)LED封裝技術(shù)與國(guó)外的差距主要在研發(fā)投入的差距。隨著中國(guó)國(guó)力的增長(zhǎng)，我們相信中國(guó)會(huì)成為L(zhǎng)ED封裝強(qiáng)國(guó)。八 參考文獻(xiàn)：[1]于濤．《新型半導(dǎo)體照明技術(shù)手冊(cè)》．中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2009．4．[2]Display bank．LED Industry Outlook(2007—201 3)．[3]陳大華等，第九屆國(guó)際電光源科技研討會(huì)學(xué)科發(fā)展報(bào)告，照明工程學(xué)報(bào)，2002；l3(1)：57[4]佳水編譯，固體照明器件的希望與挑戰(zhàn)，激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2002；39(11)：1[5]宋賢杰、屠其非等，高亮度LED及其在照明領(lǐng)域中的應(yīng)用，半導(dǎo)體光電，2002；23(5)：356[6萬(wàn)文才，LED的效率和照明器，光源與照明，2002：(3)：7[7丁文武，中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)和顯示產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展，現(xiàn)代顯示，2003；(1)：4[8]高杉楠譯，LED技術(shù)對(duì)照明的影響，中國(guó)照明電器，2003；(2)：30[9]張萬(wàn)生、布良基，功率型發(fā)光二極管的研究與應(yīng)用進(jìn)展，物理，2003；32(5)：309[10]袁桐，國(guó)家半導(dǎo)體照明工程啟動(dòng)，中國(guó)電子報(bào)，2003~627[11] 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