不景气中不断涌现的低成本封装技术

       同时实现高输出和低成本

       LED的应用范围正从讯号显示扩展到包括LCD面板背光和照明等的广大市场。扩大应用的关键因素是不断降低的价格,同时也有许多技术为显示器应用提供成本低廉的LED封装。一般来说,这个领域可区分为较低的元件成本,以及更低成本的制造过程。

       延长寿命的塑料

       在诸如LCD面板背光和照明等应用中,经常使用输出超过1W的LED。这些高输出功率LED所产生的热量不仅降低发光效率,还会降低封装材料本身的品质。因此,目前的关键是解决这些问题,以及降低封装成本。

       日本的松下电工(Panasonic Electric Works)已研发出一种可提高辐射性能的塑胶基板与散热器(图8)。像铝这类的金属基板虽然可提供更高的辐射性能,但成本相对更高。因此,该公司摒弃了金属,试图藉由改善塑胶基板的热辐射性能来延长使用寿命。松下电工改善了在两层铜之中将填料添加到塑料层的过程,将基板的导热效率从1W/mK提高到了2W/mK或3W/mK。该公司解释道,目前塑料基板的热辐射性能比不上铝,但该公司将继续开发,以实现导热效率在2W/mK到3W/mK水准的商用化产品,同时也将进一步提高导热性能。

       减少封装元件的成本。

       松下电工透过改善塑料基板的热辐射性能,以及塑胶材料对热和光的阻抗能力来延长塑料基板的寿命。TDK-EPC公司的压敏电阻基板则无须使用齐纳二极体,便可保护大输出功率的LED免于静电放电的损害。

       同时,日本Risho Kogyo公司则建议由环氧树脂转换到硅,藉此提高LED封装基板中的塑料使用率。该公司表示,当曝露在光、热等环境中,环氧树脂的寿命仅有数千小时,相对较短。在此同时,人们越来越关注可提供数万小时寿命的陶瓷材料,但陶瓷往往比塑料更加昂贵。据该公司透露,采用硅的新型塑料基板仅需“陶瓷基本的一小部份成本,但却可提供同样的使用寿命。”该公司预计2010年上半年开始提供样品。

       日本TDK-EPC公司提出了可在LED封装中减少元件数量的方法。高输出功率的LED中通常内含一个齐纳二极体,以保护设备免受封装过程中所产生的静电电荷损害。TDK-EPC公司建议使用氧化锌(ZnO)压敏电阻,而非通常采用的氧化铝(Al2O3)子基板。即使在未使用齐纳二极体情况下,这个压敏电阻仍可释放电荷,并能承受高达12kV的静电放电。TDK-EPC目前正推出新压敏电阻基板的样品,并计划到2010年底前实现商用化。

       采用塑料封装解决问题

       京瓷化学公司开发出一种据称可降低处理成本的塑胶,可用于在LED封装量产应用,如压缩成型(图9)。该公司并未披露详细材料资讯,仅表示是一种热固性塑胶。通常,使用在LED封装中的硅塑料,其接合力较差,并具有用于反射的镀银,这使其不适用于压缩成型。此外,柔软的材料往往会在封装后导致导线变形,而且产品通常具有过度的透气性,容易使镀银恶化。

       降低封装制程成本

       京瓷化学的封装材料可用于批次制造,如压缩成型。DISCO提出了一种可让薄型蓝宝石基板更加容易处理的方法。佳能机械则展示了专为LED设计的黏晶机。

       新开发的塑胶则解决这些硅胶的问题。与镀银的接合力是硅塑料的数十倍,硬度则是2～3倍。其渗透性因数则低于100。京瓷化学表示,该公司的量产目标价格将低于硅胶。目前客户正在进行评估。