大功率LED封裝產業化的研究

March 28, 2019

一、功率LED應用市場環境

 

　　1、大功率LED作為新一代的替代光源被廣泛看好，應用市場前景廣闊，  潛力巨大。（特殊照明、輔助照明、通用照明） 

　　2、現有市場規模不如想象的那么大，國內實際用量不超出5KK/月，市場需求的增長也不如想象的那么快。 

　　3、成熟的應用產品不多，工程應用居多，品種繁雜，市場需求不穩定。 

　　4、應用端技術參差不齊，散熱、驅動、配光及系統可靠性技術有待改善成熟，應用技術亟待規范。 

　　5、半導體照明應用的專業技術人才缺乏，多以對傳統光源的理解來設計應用產品和使用大功率LED。 

　　6、早期不規范應用造成的不良影響有待消除。

 

二、大功率LED封裝產業現狀

 

　　1、發展時間短。從研發到生產，大多廠家只有一至兩年時間，最長的不超過五年。 

　　2、廠家多、規模小，自動化程度低，技術水平低。大多數廠家停留于50K以下的產量，以手工化/半自動操作為主；自動化程度高、技術相對成熟、實際產量達500K/月以上的內資廠屈指可數。 

　　3、產品品種百花齊放，沒有形成標準化的、公認的主流產品。 

　　4、專業技術人才缺乏，研發進展慢，產品設計和技術多流于模仿抄襲，缺乏自主研發和核心專利技術。 

　　5、產品品質參差不齊，性價比偏低，沒有統一的檢驗標準。 

　　6、市場競爭異常慘烈。除了內資廠之間相互拼殺之外，還屢屢被實力雄厚國外大品牌和外資廠打壓。

 

三、大功率LED封裝技術的回顧

 

　　1、產品形式：

 

 

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

 

 

　　3、芯片組合：單芯片→多芯片組合集成

 

　　4、透鏡封裝：

 

 

 

  

　　5、固晶工藝：銀膠烘烤→金屬共晶

 

　　6、生產及檢測設備：

 

　　手工操作→半自動操作→全自動操作

 

　　目前全自動固晶、焊線的設備相對成熟，熒光粉涂布、柔性光學硅膠灌封、軟性光學硅膠模壓成型、檢測分檔和包裝等工序的自動化設備有待開發成熟。

 

四．大功率LED封裝產業化亟待解決的問題

 

　　1、建立產品技術和檢測標準； 

　　2、完善產品設計，形成主流產品； 

　　3、加強技術研發，形成核心專利； 

　　4、改良工藝制程，穩定產品質量； 

　　5、開發大功率LED封裝的專用自動化設備，提高效率、穩定品質； 

　　6、可靠性及光衰壽命的快速評估； 

　　7、應用技術支持。

 

五．大功率LED封裝產業化的評判

 

　　1、產品標準化

　　2、技術專利化

　　3、設備自動化

　　4、生產規模化

　　5、工藝簡單化 

　　6、管理規范化

　　7、效率最高化

　　8、品質穩定化

　　9、性能最優化

　　10、成本最低化

 

　　品質穩定化、性能最優化和成本最低化是大功率LED封裝產業化生產的最終目的；產品標準化和設備自動化是實現這一目的的基礎；生產規模化和工藝簡單化是實現目的的手段；技術專利化、管理規范化和效率最高化是實現目的的根本保障。

 

六．大功率LED封裝產業化問題的解決思路

 

　　1、群策群力，共同建立統一的、完善的產品技術和檢測標準。

 

　　　1、標準的依據：應用需求、技術水平、國際標準 

　　　2、標準的制定：政府推動、機構主導、產業參與 

　　　3、標準的執行：政府宣導、機構監督、產業落實 

　　　4、標準的完善：產業反饋、機構評估、及時更新

 

　　2、做好產品設計，規避專利，打造主流產品。

 

　　　1、設計的依據：應用需求、技術標準、技術水平 

　　　2、設計的評估：標準化、專利化、可靠化、主流化、實用化、簡單化 

　　　3、設計的完善：滿足應用需求、方便批量生產、性價比最優

 

　　3、認真做好物料選型，為產業化生產提供最好的物質保障。

 

　　　1、選型的依據：設計要求 

　　　2、選型的評估：性能品質、可靠性、適用性、性價比、專利規避、采購難度

　　　3、選型的確定：滿足設計要求、適用批量生產

 

　　4、購置合適的儀器設備，為優質、高效、順暢的產業化生產配備必要    的硬件條件。

 

　　　1、需求的確定：工藝制程的要求、產品性能的要求 

　　　2、選型與開發：先選型通用，再開發專用 

　　　3、儀器設備的評估：適用性、準確性、穩定性、通用性、產能效率、性價比

 

　　5、不斷完善工藝技術，簡化制程，嚴格掌控工藝條件。

 

　　　1、工藝技術：成熟化、簡單化

　　　2、簡化制程：最短化、防呆化

　　　3、工藝效果：穩定化，可重復再現

 

　　6、加強產品關鍵參數的在線調控，提高產品生產的良品率。

 

　　大功率LED的價值較高，產品關鍵參數（如色溫、色坐標等）分布范圍的大小直接影響產品的批次良品率和成本。在產品設計、制程安排和儀器設備選購的時候，必須考慮好如何實現產品關鍵參數的在線調控。

 

　　7、嚴謹、系統地做好產品的可靠性工程。

 

　　　1、認真策劃好產品的可靠性工程，從產品設計到產品應用，當中的每一個階段、每一個環節，都要依照產品可靠性的要求考慮周詳；

　　　2、嚴格落實產品可靠性工程的每一要點，并根據試驗結果和應用反饋，進行不斷的改良與完善；

　　　3、產品可靠性工程的主要考量點：抗衰減、抗輻射、抗沖擊、防老化、防腐蝕、防靜電、耐溫性、耐應力、牢固度、密封性 (產品設計、物料選型、制造過程、產品應用) ……

 

　　8、做好產品的檢測篩選工作,確保產品的性能和品質滿足客戶的要求。

 

　　　1、制定產品檢測篩選的標準：產品技術標準、客戶要求；

　　　2、管控好儀器設備的校正、使用和保養；

　　　3、連續監控，加強溝通，重視反饋，不斷完善。

 

　　9、做好品質工程的策劃和實施工作，使產品由始至終都處于有效的品質管理狀態。

 

　　10、提高生產效率，強化成本管理。

 

七．結束語

 

　　在中國,大功率LED封裝的產業化還處于剛剛起步階段,有很多問題有待我們去研究,有很多困難等待我們去克服。在我看來，標準的建立、主流產品的形成、核心知識產權的擁有、專用自動化設備的開發和工藝技術的成熟，是擺在我們面前亟待解決的問題。作為產業人，我今天提出這些問題來探討，旨在拋磚引玉，引起相關方面的重視，以求共同克服困難，為真正實現大功率LED封裝的產業化生產，為半導體照明的美好明天去努力、去共贏！

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