LED封装：技术进步 COB成主流

中国电子科技集团公司第十三研究所工程师 和倩

中国LED封装产业规模由2010年的250亿元增长到2011年的285亿元，产量则由2010年的1335亿只增长到2011年的1820亿只。其中高亮LED产值达到265亿元，占LED总销售额的90%%以上。



2011年，我国半导体照明节能产业的核心技术、人才培养、标准体系及资金缺失等问题依然存在，再加上企业间的无序竞争和盲目投资，有些企业相继倒闭，使LED产业没能延续2010年发展的良好势头，进入了竞争模式的转变和行业格局重整的新阶段。但即便如此，我国LED照明产业仍是全球发展较快的区域之一，初步形成了与欧美日韩竞争的态势。



技术水平大幅提升

在引进、吸收、消化和改进后，部分企业的封装技术已达国际先进水平。



虽然中国缺少原创性的封装技术，不过在引进、吸收、消化和改进后，部分企业的LED封装技术在某些领域已经能和国际上先进的LED封装企业相媲美。采用国产芯片、小功率芯片封装成白光LED，光效可达30lm/W～150lm/W；利用功率芯片封装成白光LED，其光效可达到100lm/W～110lm/W，而采用进口芯片封装的LED光效可达135lm/W以上。

随着国产LED芯片水平的不断提高和封装工艺的多项创新，国内LED企业通过联合创新，获得了更好的产品性能。2011年年底，三安光电、福建万邦光电科技有限公司、中国科学院海西研究院和四川新力光源有限公司联合发布了共同创新开发的超高光效LED日光灯管，该项产品已经实现了量产，整灯光效达150lm/W，显色指数为70.5，功率因素为0.8，刷新了2011年9月也是由他们共同发布的LED日光灯管140.1lm/W整灯光效的世界纪录。且该项产品采用了海西研究院和万邦光电具有自主知识产权的封装专利技术，以及三安光电制备的高光效芯片和新力光源制备的高效荧光粉。



COB封装成发展趋势

目前COB封装的球泡灯已经占据了LED灯泡40%%左右的市场。



随着LED应用市场的逐渐成熟，用户对产品的稳定、可靠性需求越来越高，特别是在同等条件下，要求产品可以实现更优的能效指标、更低的功耗，以及更具竞争力的产品价格。正是基于此，与传统LED SMD贴片式封装和大功率封装相比，板上芯片（COB）集成封装技术将多颗LED芯片直接封装在金属基印刷电路板上，作为一个照明模块通过基板直接散热，不仅能减少支架的制造工艺及其成本，而且还具有减少热阻的散热优势，因此成为目前多家大型厂商主推的一种LED照明模块封装技术。

COB封装将电参数相同的LED芯片颗粒配对，按功率设计好组合光源的矩阵排列，通过COB封装工艺流程将N个颗粒的LED绑定在铝基板或陶瓷基板上，成为一个新的LED光源模组。

目前COB封装的球泡灯已经占据了LED灯泡40%%左右的市场，国内很多企业都开始走COB封装模式。业内人士预测，COB封装将成为未来发展的必然趋势。

COB光源除了散热性能好、造价成本低之外，还能进行个性化设计。但在技术上，COB封装仍存在光衰、寿命短、可靠性差等不足之处，如能得到解决，将是未来封装发展的主导方向之一。



产能将持续释放

LED封装的总体规模还没有达到峰值，仍然具有较大的增长空间。



在LED整个产业链的利润分配中，掌握外延片和芯片等核心技术的企业占据了70%%，而封装行业只能得到其中的20%%。面对激烈竞争，中小型企业在压力面前打起了价格战。2011年下半年，有些中小型封装企业由于资金、技术或其他问题相继倒闭。而2011年期间中国LED上游企业的投资规模急剧增大，MOCVD机台数从2010年年底的300台猛增到2011年年底的720台，但大部分企业已经安装的MOCVD机其产能未得到充分释放。因此，中国LED封装的总体规模还没有达到峰值，仍然具有较大的增长空间，封装企业在总体数量上仍会有所增加。

从中国LED封装企业区域分布来看，珠三角依然牢牢占据领头羊的位置，所占比例为68%%，其次是长三角、北方地区、福建江西。在目前的全国LED企业数量分布中，不管是封装企业还是应用企业，广东省的企业数量都占在60%%以上。

LED封装产业的快速增长带动了封装设备厂家的快速崛起。自动化封装设备逐步替代封装厂家原有的落后设备，也加速带动了LED封装设备厂家订单增加，出现了一批如中为光电、大族光电、翠涛等自动化设备厂商，但是国产设备在精度和稳定性方面还需进一步提高。总体上看来，国内LED封装企业在主要中高端设备的采购上国产化比例并不高，尤其是在选择焊线机、固晶机、贴片机、分光分色机等中高端设备方面。目前，封装设备行业的国产化率和在线使用率与“十二五”规划的目标尚有较大差距。

在检测设备方面，由于LED产业链较长，且产业标准体系尚未完善，相关标准缺失，一直是制约产业快速发展的突出问题。近几年，各国都在加紧LED标准化研究，因此LED检测设备不断专业化更是大势所趋。在这种情况下，国内出现了如浙大三色、杭州远方等生产LED检测设备的优秀厂商，致力于完善中国LED检测标准，实现国内LED检测设备的产业化。