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大功率LED封装技术

2011-08-01
  LED(LightingEmittingDiode)即发光二极管,被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、安全、寿命长、低耗、低热、色光、白光、高亮度、不伤眼、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便、没有电磁干扰等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。相对传统光源,LED有着传统光源不可比拟的优势,几乎综合了各种传光源的优点,适用于各种传统光源的应用领域。
  而LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出可见光的功能,既有电参数,又有光参数的设计及LED封装技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于LED。大功率LED封装由于结构和工艺复杂,并直接影响到LED的使用性能和寿命,一直是近年来的研究热点,特别是大功率LED封装更是研究热点中的热点。
  LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展,LED封装先后经历了支架式(LampLED)、贴片式(SMDLED)、功率型LED(PowerLED)等发展阶段。随着芯片功率的增大,特别是固态照明技术发展的需求,对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻,提高出光效率,必须采用全新的技术思路来进行封装设计。
  LED产业链大致可以分为五个部分:原材料、LED上游产业(包括外延材料和芯片制造)、LED中游产业(包括各种LED器件和封装)、LED下游产业(包括各种LED的应用产品产业)、测试仪器和生产设备。LED产业链的上游外延片生产和芯片制造是技术和资金集中的领域,在价值链利益分配上上游依靠技术优势占据70%的利益分配,下游虽然消耗着大量的劳动力和资金成本却只能分配到30%。目前世界范围内,日本、美国和欧洲等少数国家LED企业掌握着上游外延片和芯片生产的专利技术,凭借着专利技术的相互授权形成技术垄断的上游控制层,中国在下游灯珠封装和应用开发上占据主要地位,今年来由中国政策对LED产业的支持,国内产业链建设迅速成长,不少企业开始进入上游芯片研发和制造,不过和国外还存在一定差距。

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