在报告中,他总结了LED市场和技术的发展,提及从应用领域的变化,到光效的改进。另外还分析了LED市场的驱动力和阻碍。对过去三年的封装价格趋势进行了分析。整体处于一个下降的水平。他指出从2010年起,各种不同封装形式的成本都在急剧下降,就能效而言,提升了近40%。由于LED材料成本下降空间已经接近极限,所以未来就需要在封装方式的创新以及新材料新技术的推动上下功夫。他指出在照明产品价值链中,中游封装是降低成本最具可能性的环节。在这个基础上,刘国旭博士详细分析了LED封装技术发展趋势以及面临的挑战。
趋势一:倒装芯片焊接
目前,LED封装用芯片80%是水平结构,10%是垂直结构,另外还有10%是倒装芯片(蓝宝石)。倒装芯片具有诸多优点,例如免金线,高可靠性、减少光吸收、无表明电极挡光、低热阻等。
趋势二:芯片级封装
半导体LED封装结构进化与IC封装趋势一致,芯片级封装,其封装尺寸不超过芯片尺寸的1.2倍。可以免金线,免支架,结构紧凑并且能够降低成本。
趋势三:集成封装光引擎技术
优势:结构简单,直接交流电源驱动,无需交流直流转换和电解质电容,可靠性好,免去或减少外部PCB结构,更节省空间;低驱动电流和更好地热学性能;利用HV-LED:6V、9V、21V--驱动设计更加灵活;可调光;线性驱动,具有良好的功率因素和低总谐波失真;相对于开关模式的设计,具有更低的电磁干扰。
挑战:调光至10%左右的频闪解决。
趋势四:LED灯丝
实现360度全周发光,模拟白炽灯设计;COB到条形COG,透明基底,蓝宝石,透明氧化铝,玻璃,甚至金属,双面荧光粉涂布,高压小芯片加低电流驱动,无热沉,低成本。
挑战,目前以4W为主,如果要做到更高瓦数,温度及可靠性都要进行相应改变。
趋势五:缩小暖白和冷白之间的光效差
冷白:CCT=4700-7000K,CRI=70-80
暖白:CCT=2500-3700K,CRI=80-90
对于暖白,市场占有率超过60%,暖白比冷白LED光效(lm/w)低25%左右。
挑战:将差距缩小至10%左右;
使用高光效红光LED或者新型银光粉材料技术,改变芯片表面对蓝光及红绿光的吸收反射性。
趋势六:高显指,广色域
对于商照,高显指使色彩看起来充满活力,红色更加生动逼真。
CRI=95和R9=95(饱和红色)可通过U或NUV+RGB Phosphor实现
提高显色指数的其他方案:B+RG Phosphor,BR chip+G Phosphor
对于TV和Monitor,广色域提供了丰富的色彩体验
量子点可以实现NTSC105%和99%的高色域。
提高广色域的其他方案:B+RG Phosphor,BR chip+G Phosphor。
趋势七:量子点波长转换器
Quantum Dots特性
半导体材料制成的纳米晶体可界定各个尺寸电子-空穴对,实现不同波长(与荧光粉类似)
量子点直径3-7nm。可实现全光谱的所有颜色,通过调整晶体微粒大小,峰值发射波长可调整到+/-1nm。
半峰宽窄度小于30nm.(荧光粉的半峰为60-80nm)。可减少光散射,高量子效率在90%以上。
最后他总结道,将SSL推入主流,面临的挑战不仅仅是lm/w。更是lm/$。LED封装企业应该把握节约成本和技术革新的机会,LED封装类型和封装材料,决定了是否能够使用更高的电流密度,和承受更高的环境温度。基于倒状芯片的CSP技术,有可能成为降低成本,改善性能的未来技术发展方向。
在对LED中游的封装技术发展趋势进行了全面的分析之后,他强调,LED封装作为LED产业的中游领域,永远不会消失,在未来的发展中需要通过技术的革新去满足市场的需求。