李漫鐵：中國(guó)LED應(yīng)關(guān)注高端封裝技術(shù)
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深圳雷曼光電科技有限公司總經(jīng)理李漫鐵于2009年9月6日在深圳會(huì)展中心五樓會(huì)議廳舉行的2009LED照明技術(shù)及發(fā)展論壇上發(fā)表題為《幾種前沿領(lǐng)域的LED封裝器件》的精彩演講，引起業(yè)界廣泛關(guān)注。
深圳雷曼光電科技有限公司總經(jīng)理李漫鐵
李總指出，LED器件的封裝已經(jīng)有四十年的歷史，近幾年，隨著LED產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，LED的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，對(duì)LED器件的封裝形式及性能提出了更高、更特別的要求。為適應(yīng)各種LED應(yīng)用領(lǐng)域的不同要求，各LED封裝企業(yè)推出了各種性能先進(jìn)可靠的LED器件，滿足了應(yīng)用端的要求，同時(shí)也推動(dòng)了LED封裝技術(shù)的進(jìn)步。
值得關(guān)注的前沿領(lǐng)域的LED封裝器件
1、高亮度、低衰減和完美配光的紅、綠、藍(lán)直插式橢圓形LED在戶外大尺寸、高亮度、動(dòng)態(tài)性、耐候性顯示領(lǐng)域，無疑led顯示屏是唯一的選擇。近幾年，隨著性價(jià)比的提高，全彩LED顯示屏已取代單雙色顯示屏成為戶外顯示屏的主流產(chǎn)品，在戶外廣告、信息顯示、舞臺(tái)背景、樓宇裝飾、戶外招牌等領(lǐng)域大放異彩。2008年北京奧運(yùn)會(huì)上高科技的LED顯示產(chǎn)品更是讓世人更深刻地認(rèn)識(shí)了LED顯示的優(yōu)勢(shì)所在。
目前戶外大型彩色led顯示屏的顯示器件90%為紅、綠、藍(lán)直插式橢圓形LED。由于每平米戶外led顯示屏包含上萬顆LED器件，每塊上百平米的彩色顯示屏包含有上百萬只LED，故此類顯示屏用途的橢圓形LED屬于高端LED領(lǐng)域，需具備如下主要優(yōu)異特性：①高亮度;②高抗靜電;③一致性(波長(zhǎng)、高亮、角度);④低衰減;⑤低失效率;⑥紅綠藍(lán)配光一致性。
眾所周知，此領(lǐng)域的LED器件在一段時(shí)間內(nèi)被國(guó)外品牌所壟斷。可喜的是，這兩年，國(guó)內(nèi)封裝技術(shù)已有很大的進(jìn)步，在上述五個(gè)方面已有趕超的可能。
高亮度方面，隨著芯片制造工藝的進(jìn)步，目前國(guó)產(chǎn)最高亮度的芯片已能接近或達(dá)到國(guó)外水平，從而達(dá)到高效節(jié)能的目的。
高抗靜電方面，目前的橢圓形LED抗靜電能力已達(dá)4000伏(人體模式)，能滿足應(yīng)用端苛刻的生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)境。
高一致性方面，波長(zhǎng)、亮度通過分光分色機(jī)能有效篩分。角度的一致性方面通過精密的固晶、封膠設(shè)備和良好的工藝管控，再加上優(yōu)異的橢圓透鏡設(shè)計(jì)，能夠很好的達(dá)到同一機(jī)種不同批次角度的一致性，角度的離散性能控制在有效規(guī)格范圍之內(nèi)。
低衰減方面，通過選用高抗UV性能的外封膠水、性能優(yōu)異的固晶低膠及低熱阻的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)已能有效控制LED的衰減，尤其是藍(lán)色和綠色LED的衰減控制在3000小時(shí)20mA常溫點(diǎn)亮后10%以內(nèi)，從而使紅、綠、藍(lán)的衰減保持一致性并很小，使彩色led顯示屏長(zhǎng)時(shí)間使用不至于出現(xiàn)亮度下降、色彩失真的現(xiàn)象。
低失效率方面，通過選用高匹配性的封裝物料、先進(jìn)的封裝工藝和嚴(yán)格的品質(zhì)管控，使得LED器件的失效率在正常工作3000小時(shí)內(nèi)小于30PPM，達(dá)到國(guó)際同類水平。
紅綠藍(lán)配光一致性方面，通過優(yōu)異的電腦光學(xué)設(shè)計(jì)軟件及對(duì)封裝特性的透徹了解，設(shè)計(jì)出高度配光一致性的紅綠藍(lán)橢圓透鏡模具，使得LED全彩顯示屏在任意角度的白平衡具有相對(duì)一致性，從而保證LED彩色顯示屏的色彩還原性和逼真性。
以上五項(xiàng)性能的完美結(jié)合，才能符合高端全彩LED顯示屏的需求。
目前此類橢圓形紅綠藍(lán)LED在戶外全彩LED顯示屏應(yīng)用中，國(guó)產(chǎn)LED已占居半壁江山，其中的高端產(chǎn)品已能與國(guó)外產(chǎn)品抗衡。
2、高防護(hù)等級(jí)的戶外型SMD
貼片型LED簡(jiǎn)稱SMD，是一種新型的LED器件，尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD具有小尺寸、超薄型、高亮度、大角度等特點(diǎn)。但此類器件往往用于戶內(nèi)，不具備戶外防護(hù)性能。隨著近幾年SMD器件戶外使用需求的增多，尤其是戶外全彩顯示屏及戶外樓宇亮化的需求，高防護(hù)等級(jí)的戶外型SMD應(yīng)運(yùn)而生。
SMD用于戶外全彩SMD顯示屏，具有超小像素點(diǎn)間距、生產(chǎn)效率高、水平垂直角度大、混色效果好、對(duì)比度高等優(yōu)點(diǎn)，隨著SMD亮度的提高，現(xiàn)已能滿足20mm點(diǎn)間距戶外顯示屏5000尼特亮度的要求。
戶外高防護(hù)等級(jí)SMD需滿足耐高溫、耐高濕、耐紫外線的苛刻條件，故在金屬支架與PPA材料的粘合性能、外封膠水的抗UV性能、PPA材料抗UV性能、外封膠水與PPA的粘合性能、外封膠水的滲透性能等關(guān)鍵要素上需全面通過選材、試驗(yàn)工藝和管控來解決。
目前具備高防護(hù)等級(jí)戶外型SMD技術(shù)的公司不多。預(yù)計(jì)此種類型SMD的推出將極大地推動(dòng)SMD在戶外顯示照明的應(yīng)用，減少以前因加裝防水設(shè)計(jì)而額外支出的成本，并能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。
3、廣色域、低衰減、高色溫穩(wěn)定性白色SMD
在未來五年內(nèi)，LED器件的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹谴蟪叽缫壕э@示屏背光源，尤其是大尺寸液晶電視。傳統(tǒng)的液晶CCFL背光由于不環(huán)保、能耗高、色域窄、壽命短的缺點(diǎn)，正在被逐步淘汰。據(jù)報(bào)道，因LED背光源具有長(zhǎng)壽命、低功耗、廣色域的優(yōu)點(diǎn)，2009年7月份出貨的筆記本電腦液晶背光源中，LED背光占已有40%的份額。
盡管液晶LED背光源除了白色SMD的解決方案以外，還有RGB混色的解決方案，但因經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的原因，此方案已基本退出市場(chǎng)，白色SMD成為目前液晶LED背光的主流方案。
用于大尺寸液晶顯示屏背光源的白色SMD需要具備如下性能：①高光效;②低衰減;③廣色域;④高色溫穩(wěn)定性。
目前廣色域白色SMD的較領(lǐng)先的光效水平平均在50lm至60lm每瓦，不同尺寸的LED芯片、不同的封裝形式、不同的熒光粉配比會(huì)有不同的光效。廣色域白色SMD光效與非廣色域白色SMD的光效還有較大差距，前者只有約60%左右，此方面還有待進(jìn)一步提高，以降低能耗。
廣色域白色SMD的衰減水平是一項(xiàng)重要指標(biāo)，除與常規(guī)白色SMD的衰減因素相關(guān)外，還主要與廣色域熒光粉的穩(wěn)定性相關(guān)，需選擇穩(wěn)定性好的廣色域熒光粉以及相匹配的高性能熒光膠。
白色SMD的色域決定了大尺寸液晶顯示屏色彩鮮艷度和逼真度。故需選擇具有產(chǎn)生RGB三種波峰的高效率熒光粉來實(shí)現(xiàn)。目前常見的是RG熒光粉配藍(lán)色芯片方案。
廣色域白色SMD的色域穩(wěn)定性將影響整個(gè)液晶顯示屏的色彩一致性和穩(wěn)定性，因?yàn)橐壕П彻饽＝M通常由幾百顆SMD組成，這幾百顆SMD的色溫長(zhǎng)期穩(wěn)定和一致性將直接影響液晶顯示屏的穩(wěn)定色彩表現(xiàn)。
隨著大尺寸液晶顯示屏背光LED需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，廣色域SMD封裝技術(shù)將更加完善和進(jìn)步。
小結(jié)
李總認(rèn)為，中國(guó)是LED封裝大國(guó)，也是LED的應(yīng)用大國(guó)。LED應(yīng)用的強(qiáng)勁需求將會(huì)促進(jìn)中國(guó)LED封裝技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，中國(guó)LED封裝企業(yè)有望逐步占領(lǐng)高端封裝技術(shù)領(lǐng)域。
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