一、概述

LED 產(chǎn)業(yè)鏈總體分為上、中、下游，分別是LED 外延芯片、LED 封裝及LED 應用。作為LED 產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的LED 封裝，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中起著無可比擬的重要作用。基于LED 器件的各類應用產(chǎn)品大量使用LED 器件，如大型LED 顯示屏、液晶顯示器的LED背光源、LED 照明燈具、LED 交通燈和汽車燈等，LED 器件在應用產(chǎn)品總成本上占了40至70，且LED 應用產(chǎn)品的各項性能往往70 以上由LED 器件的性能決定。

中國是LED封裝大國，據(jù)估計全世界80 數(shù)量的LED 器件封裝集中在中國，分布在各類美資、臺資、港資、內(nèi)資封裝企業(yè)。

在過去的五年里，外資LED 封裝企業(yè)不斷內(nèi)遷大陸，內(nèi)資封裝企業(yè)不斷成長發(fā)展，技術(shù)不斷成熟和創(chuàng)新。在中低端LED 器件封裝領域，中國LED 封裝企業(yè)的市場占有率較高，在高端LED 器件封裝領域，部分中國企業(yè)有較大突破。隨著工藝技術(shù)的不斷成熟和品牌信譽的積累，中國LED 封裝企業(yè)必將在中國這個LED 應用大國里扮演重要和主導的角色。

下面從LED 封裝產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)來闡述這些差異。

二、封裝生產(chǎn)及測試設備差異

LED 主要封裝生產(chǎn)設備包括固晶機、焊線機、封膠機、分光分色機、點膠機、智能烤箱等。五年前，LED 自動封裝設備基本是國外品牌的天下，主要來自歐洲和臺灣，中國只有少量半自動固晶、焊線設備的供應。在過去的五年里，中國的LED 生產(chǎn)設備制造業(yè)有了長足的發(fā)展，如今自動固晶機、自動封膠機、分光分色機、自動點膠機、智能烤箱等均有廠家供應，具有不錯的性價比。

LED 主要測試設備包括IS 標準儀、光電綜合測試儀、TG 點測試儀、積分球流明測試儀、熒光粉測試儀等及冷熱沖擊、高溫高濕等可靠性試驗設備。除標準儀主要來自德國和美國外，其它設備目前均有國產(chǎn)廠家生產(chǎn)供應。

目前中國LED 封裝企業(yè)中，處于規(guī)模前列的LED 封裝企業(yè)均擁有世界最先進的封裝設備，這是后發(fā)優(yōu)勢所決定的。就硬件水平來說，中國規(guī)模以上的LED 封裝企業(yè)是世界上最先進的。當然，一些更高層次的測試分析設備還有待進一步配備。

因此，中國在封裝設備硬件上已具備世界領先水平，具備先進封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎。

三、LED 芯片差異

目前中國大陸的LED 芯片企業(yè)約有十家左右，起步較晚，規(guī)模不夠大，最大的LED芯片企業(yè)年產(chǎn)值約3 個億人民幣，每家平均年產(chǎn)值在1 至2 個億。

這兩年中國大陸的LED 芯片企業(yè)發(fā)展速度較快，技術(shù)水平提升也很快，中小尺寸芯片(指15mil 以下)已能基本滿足國內(nèi)封裝企業(yè)的需求，大尺寸芯片(指功率型W 級芯片)還需進口，主要來自美國和臺灣企業(yè)，不過大尺寸芯片只有在LED 進入通用照明后才能大批量應用。

LED 封裝器件的性能在50 程度上取決于LED 芯片，LED 芯片的核心指標包括亮度、波長、失效率、抗靜電能力、衰減等。目前國內(nèi)LED 封裝企業(yè)的中小尺寸芯片多數(shù)選用國產(chǎn)品牌，這些國產(chǎn)品牌的芯片性能與國外品牌差距較小，具有良好的性價比，亦能滿足絕大部分LED 應用企業(yè)的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已與國外品牌相當，通過封裝工藝技術(shù)的配合，已能滿足很多高端應用領域的需求。

四、封裝輔助材料差異

封裝輔助材料包括支架、金線、環(huán)氧樹脂、硅膠、模條等。輔助材料是LED 器件綜合性能表現(xiàn)的一個重要基礎，輔助材料的好壞可以決定LED 器件的失效率、衰減率、光學性能、能耗等。

目前中國大陸的封裝輔助材料供應鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應。但高性能的環(huán)氧樹脂和硅膠以進口居多，這兩類材料主要要求耐高溫、耐UV、優(yōu)異折射率及良好膨脹系數(shù)等。

隨著全球一體化的進程，中國LED 封裝企業(yè)已能應用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。

五、封裝設計差異

LED 的封裝形式主要有支架式LED、表貼式LED 及功率型LED 三大主類。

LED 的封裝設計包括外形結(jié)構(gòu)設計、散熱設計、光學設計、材料匹配設計、參數(shù)設計等。

支架式LED 的設計已相對成熟，目前主要在衰減壽命、光學匹配、失效率等方面可進一步上臺階。

貼片式LED 的設計尤其是頂部發(fā)光TOP 型SMD 處在不斷發(fā)展之中，封裝支架尺寸、封裝結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、光學設計、散熱設計等不斷創(chuàng)新，具有廣闊的技術(shù)潛力。

功率型LED 的設計則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中，使得功率型LED 的結(jié)構(gòu)、光學、材料、參數(shù)設計也處于發(fā)展之中，不斷有新型的設計出現(xiàn)。

中國的LED 封裝設計是建立在國外及臺灣已有設計基礎上的改進和創(chuàng)新。設計需依賴良好的電腦設計工具、良好的測試設備及良好的可靠性試驗設備，更需依據(jù)先進的設計思路和產(chǎn)品領悟力。目前中國的LED 封裝設計水平還與國外行業(yè)巨頭有一定差距，這也與中國LED 行業(yè)缺乏規(guī)模龍頭企業(yè)有關，缺乏有組織、有計劃的規(guī)模性的研發(fā)設計投入。

六、封裝工藝差異

LED 封裝工藝同樣是非常重要的環(huán)節(jié)。例如固晶機的膠量控制，焊線機的焊線溫度和壓力，烤箱的溫度、時間及溫度曲線，封膠機的氣泡和卡位管控等等，均是重點工藝控制點。即使是芯片質(zhì)量好、輔材匹配好、設計優(yōu)異、設備精度高，如果是工藝不正確或管控不嚴，就會最終影響LED 的可靠性、衰減、光學特性等。

隨著中國LED 封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED 封裝工藝已經(jīng)上升到一個較好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED 顯示屏、廣色域液晶背光源等，中國的LED 優(yōu)秀封裝企業(yè)已能滿足其需求，先進封裝工藝生產(chǎn)出來的LED 已接近國際同類產(chǎn)品水平。

七、LED 器件性能差異

LED 器件的性能指標主要表現(xiàn)在如下六方面：

①亮度或流明值;②光衰;③失效率;④光效;⑤一致性;⑥光學分布特性

1、亮度或流明值

由于小芯片(15mil 以下)已可在國內(nèi)芯片企業(yè)大規(guī)模量產(chǎn)(盡管有部分外延片來自進口)，小芯片亮度已與國外最高亮度產(chǎn)品接近，其亮度要求已能滿足95 的LED 應用需求，而封裝器件的亮度90 程度上取決于芯片亮度。

中大尺寸芯片(24mil 以上)目前絕大部分依賴進口，每瓦流明值取決于所采購芯片的流明值，封裝環(huán)節(jié)對流明值的影響只有10。

2、光衰

一般研究認為，光衰與芯片關聯(lián)度不大，與封裝材料與工藝關聯(lián)度最大。影響光衰的封裝材料主要有固晶底膠、熒光膠、外封膠等，影響光衰的封裝工藝主要有各工序的烘烤溫度和時間及材料匹配等。

目前，中國LED 封裝工藝經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，已有較好的基礎，在光衰的控制上已與國外一些產(chǎn)品匹敵。

3、失效率

失效率與芯片質(zhì)量、封裝輔助材料、生產(chǎn)工藝、設計水平和管理水平相關。LED 失效主要表現(xiàn)為死燈、光衰過大、波長或色溫漂移過大等。根據(jù)LED 器件的

不同用途要求，其失效率也有不同的要求。例如指示燈用途LED 可以為1000PPM(3000小時);照明用途LED 為500PPM(3000 小時);彩色顯示屏用途LED 為50PPM(3000小時)。

中國封裝企業(yè)的LED 失效率整體水平有待提高。可喜的是，少量中國優(yōu)秀封裝企業(yè)的失效率已達到世界水平。

4、光效

LED 光效90 取決于芯片的發(fā)光效率。中國LED 封裝企業(yè)對封裝環(huán)節(jié)的光效提高技術(shù)也有大量研究。

如果中國在大尺寸瓦級芯片的研發(fā)生產(chǎn)上取得突破及量產(chǎn)，將會極大促進功率型封裝器件光效的提高。

5、一致性

LED 的一致性包括波長一致性、亮度一致性、色溫一致性、衰減一致性等。

前三項一致性是可以通過投料工藝控制和分光分色機篩選達到的。前三項水平來說，中國LED 封裝技術(shù)與國外一致。

角度一致性往往難以分選出來，需通過優(yōu)化設計、物料機械精度控制、生產(chǎn)制程嚴格控制來達到。例如，LED 全彩顯示屏用途的紅、綠、藍三種橢圓形LED 的角度一致性控制非常重要，決定性地影響LED 全彩顯示屏的色彩品質(zhì)，成為LED 器件的一項高端技術(shù)。

衰減一致性也與物料控制和工藝控制有關，包括不同顏色LED 的衰減一致性和同一顏色LED 的衰減一致性。

一致性的研究是LED 封裝技術(shù)的一個重要課題。

中國部分LED 封裝企業(yè)在LED 一致性方面的技術(shù)已與國際接軌。

6、光學分布特性

LED 是一個發(fā)光器件。對于很多LED 應用用途來說，LED 的光形分布是一個重要指標，決定了應用產(chǎn)品二次光學的設計基礎，也直接影響了LED 應用產(chǎn)品的視覺效果。

例如，LED 戶外顯示屏使用的LED 橢圓形透鏡設計能夠使顯示屏在角度變化時亮度變化平穩(wěn)并有較大視角，符合人的視覺習慣。又如，LED 路燈的光學要求，使得LED 的一次光學設計和路燈的二次光學設計必須匹配，達到最佳路面光斑和最佳發(fā)光效率。

通過計算機光學模擬軟件來進行設計開發(fā)是常用的手段。中國LED 封裝企業(yè)在積極迎頭趕上，與國外技術(shù)的差距在縮小。

八、結(jié)論

隨著中國成為全世界的LED 封裝大國，中國的LED 封裝技術(shù)在快速發(fā)展和進步，與世界頂尖封裝技術(shù)的差距在縮小，并且局部產(chǎn)品有超越。

我們需要加大在LED 封裝技術(shù)研究領域方面的研發(fā)投入，企業(yè)和政府均應引起重視。其實我們中國LED 封裝技術(shù)與國外的差距主要在研發(fā)投入的差距。隨著中國國力的增長，我們相信中國會成為LED 封裝強國。