LED封裝結(jié)構(gòu)的未來發(fā)展趨勢(shì)

　　摘要：1998年前，LED封裝結(jié)構(gòu)比較單一，主要以小功率LAMP系列為主。而2000年以來，隨著SMD系列產(chǎn)品的誕生，不斷有新的LED封裝結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。與此同時(shí)，LED封裝結(jié)構(gòu)主要根據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品的需求而改變。

　　19世紀(jì)初第一個(gè)具有實(shí)際意義的LED被發(fā)明出來，但因其亮度無法達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用要求，沒有被廣泛使用。直到19世紀(jì)70年代末紅綠光LED出現(xiàn)，特別是80年代橙光、黃光等相繼誕生后，LED才逐漸得到廣泛的使用。

　　1998年前，LED封裝結(jié)構(gòu)比較單一，主要以小功率LAMP系列為主。2000年以來，隨著SMD系列產(chǎn)品的誕生，不斷有新的LED封裝結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。同時(shí)，LED封裝結(jié)構(gòu)主要根據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品的需求而改變。

　　商業(yè)化LAMP系列產(chǎn)品始于1976年，盛行于1995年。隨著LAMP系列白光、顯示屏系列LAMP光源被批量生產(chǎn)后，LAMP系列使用達(dá)到了頂峰。LAMP系列代表性產(chǎn)品有：￠10、￠8、￠5、￠3、546橢圓形、346橢圓形、￠4.8鋼盔形、￠4.8草帽、￠2 奶嘴形、￠1.8小蝴蝶形、方形無帽沿、墓碑形。根據(jù)LAMP系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、發(fā)光角度、亮度、發(fā)光顏色等不同，早期LAMP系列主要應(yīng)用于指示燈、圣誕燈，后來隨著技術(shù)的提升，LAMP系列產(chǎn)品逐漸被廣泛應(yīng)用于背光、景觀亮化、道路交通指示、室內(nèi)照明和戶外顯示屏。

　　2004年以前，SMD產(chǎn)品以chip系列為主，其主要代表產(chǎn)品為0805、0603、1206、0605、0604、1210、0402 等，產(chǎn)品主要應(yīng)用于背光、手機(jī)按鍵、指示、戶內(nèi)早期顯示屏。2004年后，SMD系列產(chǎn)品中TOP系列產(chǎn)品逐漸占主導(dǎo)地位，部分應(yīng)用領(lǐng)域均被TOP系列替代（2009年后室內(nèi)顯示屏光源0805系列已經(jīng)被3528取代），早期具有代表性的是3528、5050，后續(xù)發(fā)展到3020、3014、020、010、5630、5730等，產(chǎn)品主要應(yīng)用于燈飾/燈帶、戶內(nèi)顯示屏、室內(nèi)照明等。

　　圖1 LED發(fā)展進(jìn)程變化圖

　　2003年，大功率封裝在中國(guó)部分企業(yè)就已經(jīng)開始研發(fā)，但直到2005年才陸續(xù)出現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，2007年后，大功率封裝被廣泛推廣，大部分LED封裝企業(yè)逐漸引進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備。2010年中國(guó)LED封裝產(chǎn)業(yè)引來投資熱潮的同時(shí)，大功率封裝投資也進(jìn)入頂峰時(shí)期。截至2011年年底，中國(guó)LED封裝企業(yè)基本上能生產(chǎn)大功率封裝產(chǎn)品。

　　大功率發(fā)展早期以1W為主，后來逐漸發(fā)展為3W、2W、5W、7W，從無透鏡到有透鏡，從無基板到有基板，大功率封裝結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化。具有代表性的產(chǎn)品規(guī)格有：1W無鋁基板/1W加鋁基板/3W無鋁基板/3W加鋁基板/3W條形大功率/3W模組大功率/3W 7090大功率/3W四腳大功率/3W四腳大功率/3W六腳大功率/3W六腳大功率/5W系列/7W系列。

　　大功率產(chǎn)品自發(fā)展以來主要以照明為主，截至2012年5月大功率產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域有：戶外功能性照明、景觀照明/亮化、植物照明、建筑照明等需求高功率的場(chǎng)所。

　　因市場(chǎng)對(duì)燈珠亮度的需求不斷提高，單顆大功率燈珠已經(jīng)無法滿足要求。為滿足市場(chǎng)需求，應(yīng)用廠商采用多顆1W燈珠提高亮度的方案，但此方案會(huì)造成成本過高、面積增大，不利于生產(chǎn)，因此另一種能提高亮度的封裝形式--集成/COB封裝便應(yīng)運(yùn)而生，且逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可。

　　最初的商業(yè)化集成封裝在2007被應(yīng)用于建筑照明，但由于其散熱技術(shù)較難突破，2007～2009年期間集成封裝整體發(fā)展較慢，2010年后，由于在散熱方面得到了妥善的解決，集成封裝才逐漸正式被大眾接受；COB封裝在2008年就開始生產(chǎn)，但直到2009年底，COB封裝的產(chǎn)品仍然無法達(dá)到相應(yīng)的效果，且散熱問題依舊無法解決，很多企業(yè)減緩研發(fā)和生產(chǎn)。2010年下半年開始，COB封裝散熱問題也得到了妥善的解決，高功率照明、球泡燈對(duì)COB需求逐漸升溫，且隨著封裝工藝技術(shù)的不斷提升，COB封裝成本低、光效高的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，目前COB封裝已被各大封裝企業(yè)認(rèn)可。

　　無論是集成封裝還是COB封裝，其應(yīng)用領(lǐng)域基本類似，主要應(yīng)用于高功率照明，如戶外照明、建筑照明、景觀亮化等。但COB封裝因其特有的封裝方式和散熱模式，應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)廣泛，目前也有部分室內(nèi)照明產(chǎn)品采用COB封裝產(chǎn)品。

　　經(jīng)過40多年的發(fā)展，中國(guó)LAMP引腳式LED光源（φ3mm、φ5mm）和貼片式SMD光源已成為一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，隨著芯片技術(shù)的提升和應(yīng)用市場(chǎng)的需要，為了利用自動(dòng)化組裝技術(shù)并降低制造成本，大功率光源、集成/COB光源亦應(yīng)運(yùn)而生。在市場(chǎng)需求的刺激下，大功率LED封裝體積也越來越小、越來越薄，以提供更廣闊的應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間。