【正文】 輕,可在低電壓下工作,因此被首先用于軍用夜視儀,以取代原有的白熾燈,20世紀(jì)80年代InGaAsP/InP雙異質(zhì)結(jié)紅外光源被用于一些專用的測(cè)試儀器,以取代原有的體積大、壽命短的氙燈。紅外光源雖屬早期的功率型LED,但它一直發(fā)展至今,產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,應(yīng)用更加廣泛,并成為當(dāng)今可光功率型LED發(fā)展可繼承的技術(shù)基矗1991年,紅、橙、黃色AlGaInP功率型LED的實(shí)用化,使LED的應(yīng)用從室內(nèi)走向室外,成功地用于各種交通信號(hào)燈,汽車的尾燈、方向燈以及戶外信息顯示屏。因此,功率型LED的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化將成為今后發(fā)展的另一重要方向,其技術(shù)關(guān)鍵是不斷提高發(fā)光效率和每一器件(組件)的光通量。目前由于沿用了傳統(tǒng)的指示燈型LED封裝結(jié)構(gòu),工作電流一般被限定為20mA。為了提高可見(jiàn)光功率型LED的發(fā)光效率和光通量,必須采用新的設(shè)計(jì)理念,一方面通過(guò)設(shè)計(jì)新型芯片結(jié)構(gòu)來(lái)提高取光效率,另一方面通過(guò)增大芯片面積、加大工作電流、采用低熱阻的封裝結(jié)構(gòu)來(lái)提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率。功率型LED大大擴(kuò)展了LED在各種信號(hào)顯示和照明光源領(lǐng)域中的應(yīng)用,主要有汽車內(nèi)外燈和各種交通信號(hào)燈,包括城市交通、鐵路、公路、機(jī)嘗海港燈塔、安全警示燈等。白光除了由三基色合成外,還可通過(guò)將一種特制的磷光體涂敷在GaN藍(lán)色或紫外波長(zhǎng)的功率型LED芯片上而形成。使用功率型RGB三基色LED,可制成結(jié)構(gòu)緊湊、發(fā)光效率比傳統(tǒng)白熾燈光源高的數(shù)字式調(diào)色調(diào)光光源,配合計(jì)算機(jī)控制技術(shù),可得到極其豐富多彩的發(fā)光效果。功率型LED結(jié)構(gòu)的進(jìn)步,取光和熱襯的優(yōu)化設(shè)計(jì)使其發(fā)光效率和光通量不斷提高,由多個(gè)5mm LED組裝的燈盤和燈頭將被由功率型LED組裝的燈芯所取代。自1998年Norlux系列功率型LED問(wèn)世后,光通量的增加趨勢(shì)則更快。普通照明市場(chǎng)的需求是巨大的,功率型LED白光技術(shù)將更能適應(yīng)普通照明的應(yīng)用。 LED發(fā)展及應(yīng)用前景近幾年，LED的發(fā)光效率增長(zhǎng)100倍，成本下降10倍，廣泛用于大面積圖文顯示全彩屏。其發(fā)展前景吸引全球照明大廠家都先后加入LED光源及市場(chǎng)開(kāi)發(fā)中。正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈。目前。功率型LED優(yōu)異的散熱特性與光學(xué)特性更能適應(yīng)普通照明領(lǐng)域，被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是LED進(jìn)入照明市場(chǎng)的必由之路。且每lm的價(jià)格應(yīng)明顯低于0．015／Im(現(xiàn)價(jià)約0．25$／Im，紅LED為0．065／Im，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)仍有很多技術(shù)問(wèn)題需要研究，但克服解決這些問(wèn)題并不是十分遙遠(yuǎn)的事。LED的發(fā)光效率能近似100％。LED被譽(yù)為21世紀(jì)新光源。6 國(guó)內(nèi)外封裝狀況概述LED產(chǎn)業(yè)鏈總體分為上、中、下游，分別是LED外延芯片、LED封裝及LED應(yīng)用?；贚ED器件的各類應(yīng)用產(chǎn)品大量使用LED器件，如大型LED顯示屏、液晶顯示器的LED背光源、LED照明燈具、LED交通燈和汽車燈等，LED器件在應(yīng)用產(chǎn)品總成本上占了40%至70%，且LED應(yīng)用產(chǎn)品的各項(xiàng)性能往往70%以上由LED器件的性能決定。在過(guò)去的五年里，外資LED封裝企業(yè)不斷內(nèi)遷大陸，內(nèi)資封裝企業(yè)不斷成長(zhǎng)發(fā)展，技術(shù)不斷成熟和創(chuàng)新。隨著工藝技術(shù)的不斷成熟和品牌信譽(yù)的積累，中國(guó)LED封裝企業(yè)必將在中國(guó)這個(gè)LED應(yīng)用大國(guó)里扮演重要和主導(dǎo)的角色。一、我們首先了解下LED封裝的步驟及其工藝。2℃，濕度要控制50177。一、工藝：a) 清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架，并烘干。 c)壓焊：用鋁絲或金絲焊機(jī)將電極連接到LED管芯上，以作電流注入的引線。（制作白光TOPLED需要金線焊機(jī)） d)封裝：通過(guò)點(diǎn)膠，用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護(hù)起來(lái)。這道工序還將承擔(dān)點(diǎn)熒光粉（白光LED）的任務(wù)。 f)切膜：用沖床模切背光源所需的各種擴(kuò)散膜、反光膜等。 h)測(cè)試：檢查背光源光電參數(shù)及出光均勻性是否良好。 二、封裝工藝 1. LED的封裝的任務(wù) 是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。 2. LED封裝形式 LED封裝形式可以說(shuō)是五花八門，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相應(yīng)的外形尺寸，散熱對(duì)策和出光效果。 3. LED封裝工藝流程 4．封裝工藝說(shuō)明 : 鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑（lock hill）芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整 : 由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。ǎ焕诤蠊ば虻牟僮?。也可以采用手工擴(kuò)張，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問(wèn)題。（對(duì)于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。） 工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。 : 和點(diǎn)膠相反，備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。 ：將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺(tái)的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個(gè)一個(gè)刺到相應(yīng)的位置上。自動(dòng)裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時(shí)對(duì)設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)殇撟鞎?huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)。 絕緣膠一般150℃，1小時(shí)。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。 LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。金絲球焊過(guò)程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)球，其余過(guò)程類似。 對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問(wèn)題，如金（鋁）絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀（鋼嘴）選用、劈刀（鋼嘴）運(yùn)動(dòng)軌跡等等。）我們?cè)谶@里不再累述?；旧瞎に嚳刂频碾y點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。（一般的LED無(wú)法通過(guò)氣密性試驗(yàn)） 如右圖所示的TOPLED和SideLED適用點(diǎn)膠封裝。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問(wèn)題。灌封的過(guò)程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將LED從模腔中脫出即成型。 固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135℃，1小時(shí)。：后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時(shí)對(duì)LED進(jìn)行熱老化。一般條件為120℃，4小時(shí)。SMDLED則是在一片PCB板上，需要?jiǎng)澠瑱C(jī)來(lái)完成分離工作。超高亮LED需要防靜電包裝。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、焊線設(shè)備的供應(yīng)。 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。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。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。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。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。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，已能滿足很多高端應(yīng)用領(lǐng)域的需求。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。但高性能的環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠以進(jìn)口居多，這兩類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。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。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。功率型LED的設(shè)計(jì)則是一片新天地。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。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。例如固晶機(jī)的膠量控制，焊線機(jī)的焊線溫度和壓力，烤箱的溫度、時(shí)間及溫度曲線，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)。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)際同類產(chǎn)品水平。中大尺寸芯片（24mil以上）目前絕大部分依賴進(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%。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。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)。根據(jù)LED器件的不同用途要求，其失效率也有不同的要求。中國(guó)封裝企業(yè)的LED失效率整體水平有待提高。光效LED光效90%取決于芯片的發(fā)光效率。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。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。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。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。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。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。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。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。 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。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)