21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)業(yè)(LED)研究報(bào)告課件

LED—21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)業(yè)震坤行高艷021-52130540(fax)2005-5-21LED—21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)業(yè)1目錄一、LED市場背景二、LED應(yīng)用三、LED介紹四、DOWCORNING封裝產(chǎn)品

目錄一、LED市場背景2一、LED市場背景LED具有以下優(yōu)點(diǎn)：1工作電壓低（3-24V），比高壓電源安全;2、耗電量小，發(fā)光效率高，消耗能量較同光效的白熾燈減少80%，比熒光燈減少50%;3、發(fā)光響應(yīng)時間極短，納秒級；白熾燈是毫秒級;4、穩(wěn)定性：10萬小時，光衰為初始的50%;5、光色純;6、結(jié)構(gòu)牢固，抗沖擊，耐振動;7、環(huán)保，生產(chǎn)、回收過程無有害金屬汞.

一、LED市場背景LED具有以下優(yōu)點(diǎn)：3LED市場背景---現(xiàn)狀因?yàn)槿蛐缘哪茉炊倘焙铜h(huán)境污染，而作為照明光源的LED具有高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，世界各國政府和企業(yè)不惜重金投入LED這個極具社會和經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)。美國啟動了“下一代照明計(jì)劃”、日本有“21世紀(jì)照明計(jì)劃”、歐盟立項(xiàng)“彩虹計(jì)劃”、我國也啟動了“國家半導(dǎo)體照明工程”，韓國、臺灣等也有類似的計(jì)劃。參與的企業(yè)：NICHIA、LUMILEDS、GE、OSRAM、PHILIPS、PANSONICS、SAMSUNG、LG……

LED市場背景---現(xiàn)狀因?yàn)槿蛐缘哪茉炊倘焙铜h(huán)4LED市場背景---現(xiàn)狀2004年全球LED產(chǎn)值為32億美元，2008年將增長到56億美元，高亮度發(fā)光二極管市場產(chǎn)值將由16億美元增至26.4億美元，而超高亮度發(fā)光二極管市場將從2006年起快速成長，并于2008年占全球市場22%份額。LED產(chǎn)值年增長率約35-45%。國產(chǎn)紅、綠、橙、黃的LED產(chǎn)量約占世界總量的12％，全國LED封裝廠超過250家，封裝能力超過250億只/年，封裝的配套能力也很強(qiáng)。主要集中在珠三角和長三角地區(qū)，此外還有南昌、大連、廈門等地區(qū)也形成了產(chǎn)業(yè)鏈。

LED市場背景---現(xiàn)狀2004年全球LED產(chǎn)值5LED市場背景---問題1、取光率:外量子效率低，折射率物理屏障難以克服;2、散熱困難;3、光色均勻和光通高的封裝工藝；4、封裝樹脂:高透過率，耐熱，高熱導(dǎo)率，耐UV和日光輻射及抗潮的封裝樹脂;5、涂敷熒光粉膠工藝:目前滴膠工藝落后，成品率低，一致性差，勞動強(qiáng)度大。

LED市場背景---問題1、取光率:外量子效率低，折射率物6LED市場背景---發(fā)展前景

技術(shù)指標(biāo)LED2004LED2005LED2008LED2010LED2020白熾燈熒光燈發(fā)光效率(Lm/w)25451102005001685壽命（khr)5205080200110光通量(Lm/lamp)251305001600500012003400輸入功率（w)1358107540單燈成本（￥/lamp)3250<33<28<20214顯色指數(shù)（CRI)7580>80>80>809575每千流明成本（￥/klm)12801110<300<140<20407.4目標(biāo)市場低光通量市場如手電筒、頭燈白熾燈市場熒光燈市場所有照明市場1、所有照明市場2、HID市場LED市場背景---發(fā)展前景

技術(shù)指標(biāo)LED2004LED27二、LED應(yīng)用1、交通信號燈

二、LED應(yīng)用1、交通信號燈8二、LED應(yīng)用2、顯示牌（指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等）

二、LED應(yīng)用2、顯示牌（指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等）9二、LED應(yīng)用3、車燈（包括前轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、倒車燈、制動尾燈、后轉(zhuǎn)向燈、高位剎車燈。大眾、通用、一汽豐田、奇瑞、日產(chǎn)、起亞、AUDI、新款別克君威、SANTANA）

二、LED應(yīng)用3、車燈（包括前轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、倒車燈、制動10二、LED應(yīng)用4、數(shù)碼產(chǎn)品用閃光燈二、LED應(yīng)用4、數(shù)碼產(chǎn)品用閃光燈11二、LED應(yīng)用5、

LCD背光源二、LED應(yīng)用5、LCD背光源12二、LED應(yīng)用6、景觀照明二、LED應(yīng)用6、景觀照明13三、LED介紹--原理

LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，不發(fā)光。

P型半導(dǎo)體P-N圖

PN結(jié)

N型半導(dǎo)體

藍(lán)寶石襯底

…………….。。。。。。。。。。。。。。。三、LED介紹--原理LED是英文light14三、LED介紹—白光LED白光LED的實(shí)現(xiàn)方法1、GaN藍(lán)光芯片上涂上YAG熒光粉，芯片的藍(lán)色光激發(fā)熒光粉發(fā)出540nm～560nm的黃綠光，黃綠光與藍(lán)色光合成白光。該方法制備相對簡單，效率高，具有實(shí)用性。缺點(diǎn)是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導(dǎo)致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好；色溫偏高；顯色性不夠理想。2、RGB三基色多個芯片或多個器件發(fā)光混色成白光，或者用藍(lán)+黃綠色雙芯片補(bǔ)色產(chǎn)生白光。只要散熱得法，該方法產(chǎn)生的白光較前一種方法穩(wěn)定，但驅(qū)動較復(fù)雜，另外還要考慮不同顏色芯片的不同光衰速度。3、在紫外光芯片上涂RGB熒光粉，利用紫光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和RGB熒光粉效率較低，仍未達(dá)到實(shí)用階段。

三種技術(shù)均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,但1、3是目前的主流。

三、LED介紹—白光LED白光LED的實(shí)現(xiàn)方法15三、LED介紹—封裝封裝的目的1、防止?jié)駳獾韧獠壳秩耄?、以機(jī)械方式支持導(dǎo)線；3、有效地將內(nèi)部產(chǎn)生的熱排出；

白光LED封裝對樹脂的要求1、高透光率2、耐熱3、高熱導(dǎo)率4、耐UV和日光輻射5、抗潮6、低應(yīng)力7、低離子含量三、LED介紹—封裝封裝的目的16三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝（LAMP）

三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝（LAMP）17三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝

主要特點(diǎn)：（1）熱阻高，一般為250-300℃／W；（2）輸入功率<0.1W（3）芯片尺寸

<0.35x0.35mm2（4）低發(fā)光效率：30%

三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝18三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝

應(yīng)用于手機(jī)、PDA按鍵開關(guān)、LCD顯示器背光源、汽車音響、儀器儀表的指示盤等中高端產(chǎn)品領(lǐng)域

三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝19三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝主要特點(diǎn)：（1）體積約傳統(tǒng)LED十分之一；（2）散射度大；（3）發(fā)光均勻性好（4）可靠性高等優(yōu)點(diǎn)（5）TAB包裝（卷盤式容器編帶包裝）

三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝20三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-CHIP）將芯片倒裝焊接在具有焊料凸點(diǎn)的硅載體上，然后把完成倒裝焊接的硅載體裝入熱沉與管殼中，鍵合引線進(jìn)行封裝。這種封裝對于取光效率，散熱性能，加大工作電流密度的設(shè)計(jì)都是最佳的。

三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-C21三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-CHIP）其主要特點(diǎn)：（1）熱阻低，一般僅為14℃／W，只有常規(guī)LED的1／10；（2）LED芯片尺寸>1x1mm2

（3）輸入功率

>1W（4）高發(fā)光效率>60%（5）可靠性高，封裝內(nèi)部填充穩(wěn)定的柔性硅膠，在-40-120℃范圍，不會因溫度驟變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使金絲與引線框架斷開，并防止環(huán)氧樹脂透鏡變黃，引線框架也不會因氧化而玷污（6）另外，其輸出光功率，外量子效率等性能優(yōu)異，將LED固體光源發(fā)展到一個新水平。

三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-C22三、LED介紹—生產(chǎn)工藝芯片檢驗(yàn)擴(kuò)片點(diǎn)膠/備膠手工刺片手工刺片手工刺片/自動裝架燒結(jié)壓焊固化封膠切筋/劃片測試包裝三、LED介紹—生產(chǎn)工藝芯片檢驗(yàn)擴(kuò)片點(diǎn)膠/備膠手工刺片23三、LED介紹—生產(chǎn)工藝1.芯片檢驗(yàn)

鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑（lockhill芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整2.擴(kuò)片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小（約0.1mm），不利于后工序的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問題。3.點(diǎn)膠

在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）

工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。

由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝1.芯片檢驗(yàn)手工刺片24三、LED介紹—生產(chǎn)工藝4.備膠

和點(diǎn)膠相反，備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點(diǎn)膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。5.手工刺片

將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。6.自動裝架

自動裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠（點(diǎn)膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點(diǎn)上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上。

自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷，特別是藍(lán)、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎潅酒砻娴碾娏鲾U(kuò)散層。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝4.備膠

和點(diǎn)膠相反，25三、LED介紹—生產(chǎn)工藝7.燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進(jìn)行監(jiān)控，防止批次性不良。

銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃，燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170℃，1小時。絕緣膠一般150℃，1小時。銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。8.壓焊

壓焊的目的將電極引到LED芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在LED芯片電極上壓上第一點(diǎn)，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點(diǎn)前先燒個球，其余過程類似。

壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點(diǎn)形狀，拉力。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝7.燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀26三、LED介紹—生產(chǎn)工藝9.封膠

LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種?；旧瞎に嚳刂频碾y點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗(yàn)）9.1點(diǎn)膠：TOP-LED和Side-LED適用點(diǎn)膠封裝。手動點(diǎn)膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點(diǎn)是對點(diǎn)膠量的控制，因?yàn)榄h(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。9.2灌膠封裝

Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將LED從模腔中脫出即成型。9.3模壓封裝

將壓焊好的LED支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個LED成型槽中并固化。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝9.封膠

LED的封裝主要27三、LED介紹—生產(chǎn)工藝10.固化與后固化

固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135℃，1小時。模壓封裝一般在150℃，4分鐘。

后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對LED進(jìn)行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120℃，4小時。11.切筋和劃片

由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個），Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上，需要劃片機(jī)來完成分離工作。12.測試

測試LED的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。13.包裝

將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝10.固化與后固化

固化是指28四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

1、單組分、LAMP應(yīng)用

JCR6101、JCR6101UP2、雙組分、High-Power應(yīng)用

EG6301(3800cps)3、雙組分、GEL型

JCR6110、JCR66464、高折射率產(chǎn)品

JCR6175（RI=1.53、5500cps)5、低粘度（不能摻熒光粉），High-Power填縫隙用JCR6122(400cps)

四、Dowcorning封裝產(chǎn)品1、單組分、LAMP應(yīng)29四、Dowcorning封裝產(chǎn)品—其他產(chǎn)品

四、Dowcorning封裝產(chǎn)品—其他產(chǎn)品30四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

已經(jīng)認(rèn)證Dowcorning產(chǎn)品的企業(yè)國外公司：NICHIA、LUMILEDS、SAMSUNG…

國內(nèi)公司：國聯(lián)（臺）、惠洲華崗（香港COTCO）、廈門華聯(lián)、佛山國星、深圳量子光電…

四、Dowcorning封裝產(chǎn)品已經(jīng)認(rèn)證Dowcorn31四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

優(yōu)點(diǎn)（與EPOXY比較）1、摻熒光粉后在高溫固化中不會沉降—LED無黃斑，光斑好2、透光率高（>99%）—提高出光率3、UV穿透率高（不吸收）—耐老化，無黃變4、低楊氏模量、低應(yīng)力，包括機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力—保護(hù)金線，避免斷裂5、低吸濕性（0.2%：1.5%)—不腐蝕芯片6、高純度、低離子含量（Na+、K+<2ppm,Cl-

<5ppm)—不腐蝕芯片7、溫度范圍寬—熱穩(wěn)定

8、對PPA的粘接性能好

四、Dowcorning封裝產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)（與EPOXY比較32四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

SiliconeEpoxyCureTemperature(oC)<150180Young’sModulus(MPa)11000-8000ThermalResistance(oC)Max300(shorttime)250MoistureAbsorption(%)0.21.5Na/ClIonicLevel(ppm)2/510/30RelativeAdhesionathightempgoodfairSolvent-basedFormulationNoneedNoneedCTE(ppm)250-33030-70四、Dowcorning封裝產(chǎn)品SiliconeEpox33四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

楊氏模量—溫度曲線四、Dowcorning封裝產(chǎn)品楊氏模量—溫度曲線34四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

SILICON熱穩(wěn)定性曲線四、Dowcorning封裝產(chǎn)品SILICON熱穩(wěn)定性35四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

JCR6122(1mmthickness)UV(<400nm)Blue(440-495nm)四、Dowcorning封裝產(chǎn)品JCR6122(1mm36AnyQuestion?

AnyQuestion?37

Thanksforyourattention!Thanksforyourattention!38演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！39LED—21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)業(yè)震坤行高艷021-52130540(fax)2005-5-21LED—21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)業(yè)40目錄一、LED市場背景二、LED應(yīng)用三、LED介紹四、DOWCORNING封裝產(chǎn)品

目錄一、LED市場背景41一、LED市場背景LED具有以下優(yōu)點(diǎn)：1工作電壓低（3-24V），比高壓電源安全;2、耗電量小，發(fā)光效率高，消耗能量較同光效的白熾燈減少80%，比熒光燈減少50%;3、發(fā)光響應(yīng)時間極短，納秒級；白熾燈是毫秒級;4、穩(wěn)定性：10萬小時，光衰為初始的50%;5、光色純;6、結(jié)構(gòu)牢固，抗沖擊，耐振動;7、環(huán)保，生產(chǎn)、回收過程無有害金屬汞.

一、LED市場背景LED具有以下優(yōu)點(diǎn)：42LED市場背景---現(xiàn)狀因?yàn)槿蛐缘哪茉炊倘焙铜h(huán)境污染，而作為照明光源的LED具有高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，世界各國政府和企業(yè)不惜重金投入LED這個極具社會和經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)。美國啟動了“下一代照明計(jì)劃”、日本有“21世紀(jì)照明計(jì)劃”、歐盟立項(xiàng)“彩虹計(jì)劃”、我國也啟動了“國家半導(dǎo)體照明工程”，韓國、臺灣等也有類似的計(jì)劃。參與的企業(yè)：NICHIA、LUMILEDS、GE、OSRAM、PHILIPS、PANSONICS、SAMSUNG、LG……

LED市場背景---現(xiàn)狀因?yàn)槿蛐缘哪茉炊倘焙铜h(huán)43LED市場背景---現(xiàn)狀2004年全球LED產(chǎn)值為32億美元，2008年將增長到56億美元，高亮度發(fā)光二極管市場產(chǎn)值將由16億美元增至26.4億美元，而超高亮度發(fā)光二極管市場將從2006年起快速成長，并于2008年占全球市場22%份額。LED產(chǎn)值年增長率約35-45%。國產(chǎn)紅、綠、橙、黃的LED產(chǎn)量約占世界總量的12％，全國LED封裝廠超過250家，封裝能力超過250億只/年，封裝的配套能力也很強(qiáng)。主要集中在珠三角和長三角地區(qū)，此外還有南昌、大連、廈門等地區(qū)也形成了產(chǎn)業(yè)鏈。

LED市場背景---現(xiàn)狀2004年全球LED產(chǎn)值44LED市場背景---問題1、取光率:外量子效率低，折射率物理屏障難以克服;2、散熱困難;3、光色均勻和光通高的封裝工藝；4、封裝樹脂:高透過率，耐熱，高熱導(dǎo)率，耐UV和日光輻射及抗潮的封裝樹脂;5、涂敷熒光粉膠工藝:目前滴膠工藝落后，成品率低，一致性差，勞動強(qiáng)度大。

LED市場背景---問題1、取光率:外量子效率低，折射率物45LED市場背景---發(fā)展前景

技術(shù)指標(biāo)LED2004LED2005LED2008LED2010LED2020白熾燈熒光燈發(fā)光效率(Lm/w)25451102005001685壽命（khr)5205080200110光通量(Lm/lamp)251305001600500012003400輸入功率（w)1358107540單燈成本（￥/lamp)3250<33<28<20214顯色指數(shù)（CRI)7580>80>80>809575每千流明成本（￥/klm)12801110<300<140<20407.4目標(biāo)市場低光通量市場如手電筒、頭燈白熾燈市場熒光燈市場所有照明市場1、所有照明市場2、HID市場LED市場背景---發(fā)展前景

技術(shù)指標(biāo)LED2004LED246二、LED應(yīng)用1、交通信號燈

二、LED應(yīng)用1、交通信號燈47二、LED應(yīng)用2、顯示牌（指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等）

二、LED應(yīng)用2、顯示牌（指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等）48二、LED應(yīng)用3、車燈（包括前轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、倒車燈、制動尾燈、后轉(zhuǎn)向燈、高位剎車燈。大眾、通用、一汽豐田、奇瑞、日產(chǎn)、起亞、AUDI、新款別克君威、SANTANA）

二、LED應(yīng)用3、車燈（包括前轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、倒車燈、制動49二、LED應(yīng)用4、數(shù)碼產(chǎn)品用閃光燈二、LED應(yīng)用4、數(shù)碼產(chǎn)品用閃光燈50二、LED應(yīng)用5、

LCD背光源二、LED應(yīng)用5、LCD背光源51二、LED應(yīng)用6、景觀照明二、LED應(yīng)用6、景觀照明52三、LED介紹--原理

LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，不發(fā)光。

P型半導(dǎo)體P-N圖

PN結(jié)

N型半導(dǎo)體

藍(lán)寶石襯底

…………….。。。。。。。。。。。。。。。三、LED介紹--原理LED是英文light53三、LED介紹—白光LED白光LED的實(shí)現(xiàn)方法1、GaN藍(lán)光芯片上涂上YAG熒光粉，芯片的藍(lán)色光激發(fā)熒光粉發(fā)出540nm～560nm的黃綠光，黃綠光與藍(lán)色光合成白光。該方法制備相對簡單，效率高，具有實(shí)用性。缺點(diǎn)是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導(dǎo)致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好；色溫偏高；顯色性不夠理想。2、RGB三基色多個芯片或多個器件發(fā)光混色成白光，或者用藍(lán)+黃綠色雙芯片補(bǔ)色產(chǎn)生白光。只要散熱得法，該方法產(chǎn)生的白光較前一種方法穩(wěn)定，但驅(qū)動較復(fù)雜，另外還要考慮不同顏色芯片的不同光衰速度。3、在紫外光芯片上涂RGB熒光粉，利用紫光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和RGB熒光粉效率較低，仍未達(dá)到實(shí)用階段。

三種技術(shù)均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,但1、3是目前的主流。

三、LED介紹—白光LED白光LED的實(shí)現(xiàn)方法54三、LED介紹—封裝封裝的目的1、防止?jié)駳獾韧獠壳秩耄?、以機(jī)械方式支持導(dǎo)線；3、有效地將內(nèi)部產(chǎn)生的熱排出；

白光LED封裝對樹脂的要求1、高透光率2、耐熱3、高熱導(dǎo)率4、耐UV和日光輻射5、抗潮6、低應(yīng)力7、低離子含量三、LED介紹—封裝封裝的目的55三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝（LAMP）

三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝（LAMP）56三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝

主要特點(diǎn)：（1）熱阻高，一般為250-300℃／W；（2）輸入功率<0.1W（3）芯片尺寸

<0.35x0.35mm2（4）低發(fā)光效率：30%

三、LED介紹—封裝形式1、引腳式封裝57三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝

應(yīng)用于手機(jī)、PDA按鍵開關(guān)、LCD顯示器背光源、汽車音響、儀器儀表的指示盤等中高端產(chǎn)品領(lǐng)域

三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝58三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝主要特點(diǎn)：（1）體積約傳統(tǒng)LED十分之一；（2）散射度大；（3）發(fā)光均勻性好（4）可靠性高等優(yōu)點(diǎn)（5）TAB包裝（卷盤式容器編帶包裝）

三、LED介紹—封裝形式2、表面貼裝封裝59三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-CHIP）將芯片倒裝焊接在具有焊料凸點(diǎn)的硅載體上，然后把完成倒裝焊接的硅載體裝入熱沉與管殼中，鍵合引線進(jìn)行封裝。這種封裝對于取光效率，散熱性能，加大工作電流密度的設(shè)計(jì)都是最佳的。

三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-C60三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-CHIP）其主要特點(diǎn)：（1）熱阻低，一般僅為14℃／W，只有常規(guī)LED的1／10；（2）LED芯片尺寸>1x1mm2

（3）輸入功率

>1W（4）高發(fā)光效率>60%（5）可靠性高，封裝內(nèi)部填充穩(wěn)定的柔性硅膠，在-40-120℃范圍，不會因溫度驟變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使金絲與引線框架斷開，并防止環(huán)氧樹脂透鏡變黃，引線框架也不會因氧化而玷污（6）另外，其輸出光功率，外量子效率等性能優(yōu)異，將LED固體光源發(fā)展到一個新水平。

三、LED介紹—封裝形式3、功率型封裝（倒裝結(jié)構(gòu)FLIP-C61三、LED介紹—生產(chǎn)工藝芯片檢驗(yàn)擴(kuò)片點(diǎn)膠/備膠手工刺片手工刺片手工刺片/自動裝架燒結(jié)壓焊固化封膠切筋/劃片測試包裝三、LED介紹—生產(chǎn)工藝芯片檢驗(yàn)擴(kuò)片點(diǎn)膠/備膠手工刺片62三、LED介紹—生產(chǎn)工藝1.芯片檢驗(yàn)

鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑（lockhill芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整2.擴(kuò)片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s0.1mm），不利于后工序的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問題。3.點(diǎn)膠

在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）

工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。

由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝1.芯片檢驗(yàn)手工刺片63三、LED介紹—生產(chǎn)工藝4.備膠

和點(diǎn)膠相反，備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點(diǎn)膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。5.手工刺片

將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。6.自動裝架

自動裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠（點(diǎn)膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點(diǎn)上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上。

自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷，特別是藍(lán)、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎潅酒砻娴碾娏鲾U(kuò)散層。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝4.備膠

和點(diǎn)膠相反，64三、LED介紹—生產(chǎn)工藝7.燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進(jìn)行監(jiān)控，防止批次性不良。

銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃，燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170℃，1小時。絕緣膠一般150℃，1小時。銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。8.壓焊

壓焊的目的將電極引到LED芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在LED芯片電極上壓上第一點(diǎn)，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點(diǎn)前先燒個球，其余過程類似。

壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點(diǎn)形狀，拉力。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝7.燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀65三、LED介紹—生產(chǎn)工藝9.封膠

LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種?；旧瞎に嚳刂频碾y點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗(yàn)）9.1點(diǎn)膠：TOP-LED和Side-LED適用點(diǎn)膠封裝。手動點(diǎn)膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點(diǎn)是對點(diǎn)膠量的控制，因?yàn)榄h(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。9.2灌膠封裝

Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將LED從模腔中脫出即成型。9.3模壓封裝

將壓焊好的LED支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個LED成型槽中并固化。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝9.封膠

LED的封裝主要66三、LED介紹—生產(chǎn)工藝10.固化與后固化

固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135℃，1小時。模壓封裝一般在150℃，4分鐘。

后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對LED進(jìn)行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120℃，4小時。11.切筋和劃片

由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個），Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上，需要劃片機(jī)來完成分離工作。12.測試

測試LED的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。13.包裝

將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。手工刺片三、LED介紹—生產(chǎn)工藝10.固化與后固化

固化是指67四、Dowcorning封裝產(chǎn)品

1、單組分、LAMP應(yīng)用