LED封装技术的现状与未来

【研究报告 | LED照明行业研究报告】

　　摘要：作为LED产业链的重要一环，LED封装具有广阔的市场空间。但目前其技术复杂且种类较多。本文将探讨几种主要LED封装技术的发展现状，进而对未来LED封装的技术趋势进行分析。

　　在LED产品的制作过程中，需要对LED芯片及电极进行保护，从而就出现了封装技术。LED封装是一项涉及光学、机械学、材料学等多学科的复杂技术，其功能主要包括降低芯片结温，提高LED性能;对交流/直流转变进行管理以及电源控制;提升出光效率，优化光束分布;提高机械可靠性等。

　　主要技术发展现状

　　(1)SMD封装

　　SMD封装技术即表面贴装器件，它是SMT(表面黏着技术)元器件中的一种。在目前封装技术中，SMD凭借技术成熟稳定、制造成本低、散热效果好、维修方便等优势，占据封装市场的主流，特别是2835型的封装型式已经占据了当下绝大部分照明市场，短期来看SMD在LED封装技术中仍处于主要地位。但由于防护等级低、LED灯寿命短、 面罩易损等问题，已是无法满足现在市场的需求，预计未来占有比率将逐步降低。

　　(2)COB封装

　　当前COB封装技术逐渐得到推广，凭借低热阻、光型好、免焊接以及成本低廉等优势，COB在未来将会继续渗透。COB封装技术具有诸多优势，其省去了支架表贴焊接环节，COB封装工艺可以直接把LED裸芯片固定在焊盘上面，因而在散热面积方面比传统封装工艺来的大，加上材料综合热传导系数较高，散热性能较好，从而保证了COB封装的高可靠性。COB封装无需灯珠面过回流焊环节，避免出现传统封装工艺回流焊炉内高温导致LED芯片及焊线失效的情况。此外，COB的一大优势在于能够与其它元器件集成封装式的光引擎，未来集成封装式光引擎有望成为COB的主流技术之一。

　　然而，作为一种新技术，COB在小间距LED行业积累不足，工艺细节有待提升、市场主要产品暂时处于成本劣势阶段。

　　(3)CSP 封装

　　CSP的全名为芯片级封装，其无封装制程，无需传统封装工艺中必要的支架、金线等主要部件材料，也无需固晶、焊金线等主要的封装装备。CSP的技术标准为：把封装体积与LED芯片维持一致，亦或是封装体积不高于LED芯片20%的同时，LED仍能具备完整功能的封装器件，而CSP技术所追求的是在器件体积尽可能微缩、减小，却仍须维持相同芯片所应有的光效，而关键器件体积减小后最直接的特点就能实现低成本、小发光面积、更长组件使用寿命的设计目的，再加上小体积器件也表示二次光学的相关光学处理优化弹性更高、处理成本更低，制成的灯具产品能在极小光学结构实践最高亮度与最大发光角度。

　　CSP技术发展至今存在两种技术路线：单面发光与五面发光。最早三星LED为了实现大尺寸背光用途，使用相对简单的五面发光技术，此外还有首尔半导体走该路线。在单面发光技术方面，主要有日亚以及亮锐在做CSP产品。单面发光需要在器件的侧面镀反射膜，工艺复杂且成本较高，但产品高端、应用前景好，是未来CSP技术发展的趋势。

　　目前在单面发光CSP技术上，日亚化学处于领先地位，单面发光技术与SMD相比，除了目前价格高外，在电子产品的手机照相机闪光灯、液晶背光等几乎一系列应用上都拥有优势，随着大批量CSP制造技术成熟，CSP会持续渗透到更多的照明应用中去。

　　从国内厂商来看，其CSP的亮度表现已接近日韩水平，目前市场上1W级的产品光效能够到达205lm/W(350mA，cRI80+，5000K)，3W级的产品光效能够达到190lm/W(750mA，cRI70+，5000K)，而5W级的产品光效可以到达170lm/W(1200mA，CRI70+，5000K)，而且性价比方面较日韩产品高得多，但因为品牌和专利等原因，目前难以进入汽车照明或闪光灯市场等主流应用市场。

　　封装技术发展趋势

　　LED封装工艺的选择主要取决于芯片的结构、成本、机械特性、光电特性以及具体应用等因素。经过多年发展，LED封装工艺经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)、COB以及CSP等发展阶段，目前SMD、COB以及CSP技术较为先进，应用于高端LED产品的生产中。至于未来哪种会成为LED封装技术的主流，暂时尚未定论。但总体来说，封装材料越来越少，封装制程步骤越来越简单，功率密度越来越大，材料导热性越来越好以及器件越来越少是未来封装技术发展的趋势。

　　结语

　　目前市场上LED封装技术较多，主要以SMD为主，但其存在缺陷。COB以及CSP技术的不断发展，将对SMD技术造成冲击。中短期内SMD以及COB技术将会占据绝大部分市场，长期来看，CSP技术一旦成本可以进一步下降，将拥有极强的市场竞争力。