LED照明的三個(gè)關(guān)鍵部分

　　LED（LightingEmittingDiode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。

　　而由于白色發(fā)光二極管（簡稱白光LED）的出現(xiàn)和快速發(fā)展，引起了政府和商家的極大重視，白光LED具有低壓、低功耗、高可靠性、長壽命及固體化等優(yōu)點(diǎn)。其最大的吸引力和期望是作為白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代照明新光源，具有龐大的照明市場和顯著的節(jié)能效果。

　　當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來面臨的重要的問題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。

　　中國LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，中國發(fā)展得比較快的LED企業(yè)很多：雷士照明、長方照明。在"國家半導(dǎo)體照明工程"的推動(dòng)下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊七個(gè)國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。

　　目前，中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。2007年中國LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。國內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路，但在室內(nèi)通用照明市場方面仍顯落后。

　　2003年政府推出"半導(dǎo)體照明工程"以期大力推動(dòng)我國LED照明用LED的發(fā)展；以廈門為例子，自2004年廈門被科技部正式確定為中國四大光電產(chǎn)業(yè)基地之一以來，廈門基地內(nèi)LED企業(yè)已從最初的30余家發(fā)展到目前的90多家。

　　LED照明總體上分為前端芯片生產(chǎn)、封裝生產(chǎn)和燈具驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)三個(gè)部分，隨著LED芯片工藝的不斷完善，（功率提高，出光效率提高、ESD水平的提高等），為LED照明推廣提供了很好的時(shí)機(jī)，以華聯(lián)電子、光莆電子、信達(dá)光電為例子，在LED照明發(fā)展逐步分為三大類型的白光LED運(yùn)用，傳統(tǒng)的子彈頭型或半球型（LAMPLED）的白光LED,主要用在戶外屏幕、交通信號等；TOPLED生產(chǎn)，該產(chǎn)品在國內(nèi)包括廈門屬于比較新的產(chǎn)品，大部分LED光電企業(yè)都有計(jì)劃或正在上該產(chǎn)品項(xiàng)目，主要用在室內(nèi)照明，如：LED臺燈、LED日光燈、汽車照明，特別是在平板電視的背光照明上的運(yùn)用是熱門的話題；大功率LED目前3瓦可以小批量生產(chǎn)，主要運(yùn)用在戶外照明如：路燈、隧道燈等。

　　對于白光LED在照明方面的發(fā)展，最主要的是白色TOPLED和POWERLED的開發(fā)和大批量生產(chǎn)，基于目前情況，在芯片開發(fā)上晶元、國聯(lián)、三安、可瑞等可提供批量生產(chǎn)的芯片，并且也非常重視目前普遍存在的衰減問題、抗靜電能力、發(fā)光效率等研發(fā)工作；封裝廠如華聯(lián)電子、光普電子、信達(dá)光電對于TOPLED和POWERLED的項(xiàng)目陸續(xù)在上量。

　　燈具驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上華聯(lián)電子在2006年開始就進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，特別是在夜景工程和路燈上廈門已經(jīng)有實(shí)際例子，但是考慮到白色LED的材料選型和封裝技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)電源等綜合性情況，在白色LED實(shí)際運(yùn)用中還存在散熱設(shè)計(jì)問題（影響到芯片的光效，如：大功率LED的光能量很大一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軗p耗掉）、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品在運(yùn)用中失效比例比較大，如廈門的夜景工程中很多是由于驅(qū)動(dòng)電源的問題導(dǎo)致燈不亮的現(xiàn)象；

　　但是在燈具的運(yùn)用上，各個(gè)生產(chǎn)廠還是不斷的在投入研發(fā)力量，特別是在TOPLED在日光燈等市內(nèi)照明上已經(jīng)開始批量的生產(chǎn)投入市場，目前價(jià)格太高是阻止它在民用及其他商用、工業(yè)用領(lǐng)域快速成長的唯一因素，前期與各個(gè)芯片供應(yīng)商交流過，大功率LED芯片的價(jià)格正在以每年30-50%的速度下降，預(yù)計(jì)再過2-3年，LED照明在民用及其他商用、工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)呈現(xiàn)爆炸式成長，整個(gè)市場具有超乎想象的巨大潛力。

　　前端芯片生產(chǎn)、封裝生產(chǎn)和燈具驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)在廈門已經(jīng)形成了一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，在目前階段，特別是封裝廠，將TOPLED和POWERLED生產(chǎn)中的工藝質(zhì)量控制作為重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)，為大批量生產(chǎn)蓄積經(jīng)驗(yàn)和提升質(zhì)量做準(zhǔn)備。

　　對于封裝廠照明用的LED大致工藝如下：

　　裝片--鍵合--熒光膠涂布--封裝--測試

　　在工藝控制中，裝片位置、膠高度及芯片完整性的工藝控制；金絲球焊球的推力、球直徑，第二焊點(diǎn)與電鍍層結(jié)合狀況，焊線拉力和斷點(diǎn)控制；熒光膠沉淀、氣泡的工藝控制；封裝后TG點(diǎn)的工藝控制和測試電參數(shù)程序的選擇等等過程工藝控制都與白色LED產(chǎn)品的質(zhì)量和批量效果緊密相關(guān)，特別是在工廠為提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，全部采用自動(dòng)化設(shè)備，期間的工藝質(zhì)量控制更為重要。

　　2008年北京奧運(yùn)會(huì)對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認(rèn)識，有力推動(dòng)了中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，核心競爭力仍有待于進(jìn)一步提升。對國內(nèi)企業(yè)而言，壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是首要任務(wù)，提高未來取得大廠專利授權(quán)時(shí)的要價(jià)能力，或逐步通過研發(fā)突破核心專利。