LED封装用材料发展趋势(2013)
led封装技术的发展趋势与市场应用
LED封装技术的发展趋势与市场应用一、引言LED（Light Emitting Diode，发光二极管）作为一种高效节能的光源，近年来在照明、电子显示、汽车照明等领域得到了广泛的应用。
而LED封装技术作为LED产业链中至关重要的一环，其发展趋势和市场应用也备受关注。
本文将从LED封装技术的发展趋势和市场应用两个方面进行全面评估和探讨，以期能够更深入地理解LED封装技术在未来的发展方向和商业应用。
二、LED封装技术的发展趋势1. 现状分析目前，LED封装技术已经实现了从无封装、普通封装到高端封装的跨越式发展。
从最早期的DIP封装到SMD封装再到COB、CSP等封装技术的不断涌现，LED封装技术在尺寸、亮度、热散发、可靠性等方面均取得了长足的进步。
然而，随着LED行业的不断发展，LED封装技术面临着更多的挑战和机遇。
2. 发展趋势（1）微型化：LED产品呈现微型化趋势，封装技术将更加注重尺寸的缩小和功率密度的提升，以满足高端应用对于体积和功率的需求；（2）模块化：LED封装将更加趋向模块化，不同功能的模块将能够实现快速组装，提高生产效率和灵活性；（3）多功能化：LED封装不再单一追求亮度，而是结合色温调节、光学设计等多功能需求，为各种场景提供定制化解决方案；（4）智能化：LED封装产品将更加智能化，融合无线通信、传感器等功能，为智慧照明、智能家居等领域提供更多可能。
三、LED封装技术在市场的应用1. 现状分析LED封装技术的不断创新和发展，推动了LED应用市场的蓬勃发展。
从室内照明到户外照明，从电视显示到汽车照明，LED封装技术的应用场景越来越广泛。
LED封装产品的差异化和个性化需求也在市场中愈发显现。
2. 应用市场（1）照明领域：LED封装产品在室内照明、商业照明、景观照明等各个领域均有广泛应用，高亮度、高色温、调光、色彩丰富等特点成为LED封装产品在照明市场的竞争优势；（2）显示领域：LED封装产品在电视、手机、显示屏等领域的应用也日益普及，高对比度、高刷新率、柔性化等成为LED封装产品的市场吸引点；（3）汽车领域：LED封装产品在汽车大灯、尾灯、仪表盘等照明系统中的应用也越来越受欢迎，高可靠性、防水防尘、多功能化等成为市场需求的重点。
LED行业现状及发展趋势
LED行业现状及发展趋势LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有光电转换功能，该技术已广泛应用于照明、显示和通信等领域。
下面将详细介绍LED行业的现状及发展趋势。
首先，我们来分析LED行业的现状。
近年来，随着环保意识的增强和节能要求的提高，LED照明逐渐取代传统照明成为主流。
据统计，2024年全球LED照明市场规模约为300亿美元，预计2024年将达到550亿美元。
在全球范围内，中国成为最大的LED照明生产和出口国，其产业链还涵盖了LED显示屏、LED汽车照明、LED户外照明等领域。
而在国内市场上，LED照明逐渐普及，LED灯具的市场份额不断扩大。
其次，我们来分析LED行业的发展趋势。
LED行业在未来的发展中面临着以下几个趋势：1.功能多元化：除了作为照明光源，LED还具有显示、通信和生物医学等多种功能。
比如，LED显示屏在户外广告、车载显示和电视背光等领域有着广泛应用，而高亮度和无频闪的特点使得LED在室内显示领域具有巨大发展潜力。
此外，LED还可以用于通信领域，如可见光通信技术，通过利用可见光来传输数据，可以实现高速、低成本、无线电干扰的通信方式。
2.高效节能：LED具有高光电转换效率和低功耗的特点，相比传统照明，LED照明的节能效果显著。
随着技术的进一步成熟，未来LED的照明效果和节能效果将进一步提升。
此外，智能照明系统的发展也将推动LED照明的节能效果，通过传感器、智能控制等技术，实现对照明亮度、时间和场景等的智能调节，进一步提高照明效率。
3. 封装技术的演进：LED的封装技术在不断演进，从最早的DIP （Dual in-line package）封装到现在的SMD（Surface Mount Device）封装，再到更小的COB（Chip on board）封装和MCOB（Multi-Chip on board）封装。
随着封装技术的不断改进，LED灯具的尺寸变得更小、散热性能更好，进一步提高了LED的可靠性和可用性。
led灯封装形式
led灯封装形式LED灯封装形式LED灯作为一种新型的照明产品，具有节能高效、寿命长、亮度高等优点，在现代照明领域得到了广泛的应用。
而LED灯的封装形式也是影响其性能和应用范围的关键因素之一。
本文将就LED灯封装形式进行详细介绍。
一、LED灯的封装形式简介LED灯的封装形式主要包括LED贴片式封装、LED球泡式封装、LED灯管式封装等多种形式。
不同的封装形式适用于不同的场景和需求。
1. LED贴片式封装LED贴片式封装是目前应用最广泛的一种封装形式。
它采用了贴片式封装技术，将LED芯片贴附在金属基板上，并通过金线连接，再用透明封装材料进行封装。
这种封装形式的LED灯体积小巧、灵活度高，适用于各种照明场景，特别是需要灯具紧凑型设计的场合。
2. LED球泡式封装LED球泡式封装是模仿传统白炽灯泡的形状设计的一种封装形式。
LED芯片被封装在球形灯泡内，并用透明的灯罩进行保护。
这种封装形式的LED灯外观美观大方，光线均匀柔和，适用于家居照明、商业照明等场景。
3. LED灯管式封装LED灯管式封装是模仿传统荧光灯管的形状设计的一种封装形式。
LED芯片被封装在长条形灯管内，并用透明的灯罩进行保护。
这种封装形式的LED灯具有较大的光照面积，适用于办公室、学校等大面积照明的场所。
二、LED灯封装形式的特点及适用场景不同的LED灯封装形式具有各自的特点和适用场景，下面将分别进行介绍。
1. LED贴片式封装LED贴片式封装的特点是体积小巧、灵活度高。
这种封装形式的LED灯适用于各种照明场景，特别是需要灯具紧凑型设计的场合，比如商业展柜、家居装饰等。
它可以根据不同的需求进行组合，形成各种形状和尺寸的灯具，满足不同场景的照明需求。
2. LED球泡式封装LED球泡式封装的特点是外观美观大方，光线均匀柔和。
这种封装形式的LED灯适用于家居照明、商业照明等场景。
它可以替代传统白炽灯泡，具有更低的能耗和更长的使用寿命。
同时，LED球泡灯还可以根据需求选择不同的色温和亮度，满足不同场景的照明要求。
LED封装用有机硅材料的研究进展
技术进展,2009,23(1):47～50SIL ICON E MA TERIAL L ED 封装用有机硅材料的研究进展3杨雄发,伍 川,董 红,蒋剑雄33,邱化玉,来国桥(杭州师范大学有机硅化学及材料教育部重点实验室,杭州310012) 摘要:介绍了发光二极管(L ED )的特点及对封装材料的性能要求,指出了现有L ED 封装材料环氧树脂的不足,综述了近年来有机硅改性环氧树脂L ED 封装材料、有机硅L ED 封装材料的研究进展。
关键词:L ED ,封装材料,有机硅,环氧树脂,乙烯基硅树脂,加成型液体硅橡胶中图分类号:TQ433.4+38 文献标识码:A 文章编号:1009-4369(2009)01-0047-04收稿日期:2008-06-11。
作者简介:杨雄发(1978—),男,博士,助理研究员,主要从事有机硅化学与材料研究。
3基金项目:国家高技术研究发展计划专项经费(2006AA03A134)和杭州师范大学引进人才资助项目(D0*******)。
33联系人,E 2mail :fgeorge @21cn 1com 。
人类自跨入21世纪以来,能源问题日益严重,我国能源形势也非常严峻。
节约能源与开发新能源同等重要;而节约能源则更经济、更环保,应放在首位。
当前,照明约占世界总能耗的20%左右。
若用能耗低、寿命长、安全、环保的光源取代低效率、高耗电量的传统光源,无疑将带来一场世界性的照明革命,对我国的可持续发展更具有战略意义。
超高亮度的发光二极管(L ED )消耗的电能仅是传统光源的1/10,具有不使用严重污染环境的汞、体积小、寿命长等优点,首先进入工业设备、仪器仪表、交通信号灯、汽车、背光源等特种照明领域[1]。
随着超高亮度L ED 性能的改进,功率型L ED 有望取代白炽灯等照明光源,成为第四代照明光源。
功率型L ED 器件使用的封装材料要求折射率高于115(25℃)、透光率不低于98%(波长400～800nm ,样品厚度1mm )。
功率型LED封装材料的研究进展
Ｌ Ｅ Ｄ具有体积小 、低 电压 发光 、单 色性 好 、功率小 、发光 效率高 和使用寿命长等优点 ，Ｌ Ｅ Ｄ在 日常生 活和工作 中应用 得
通过提高环氧树 脂 的 抗 ｕ Ｖ老化 性 能 、导 热性 、耐 热性 ， 也能大幅度提高 Ｌ Ｅ Ｄ的稳 定性 。李 元庆 制备 Ｚ ｎ ０ ／ ￣氧 纳
Ｚ Ｈ Ｕ Ｚ ｕ —ｚ ｈ ａ ｏ ，Ｙ Ｉ Ｎ Ｌ ｅ ｉ ，Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ—ｋ ｅ ， 删 一 ， Ｑ Ｕ ａ Ｎ Ｃ ｈ ｕ ｎ— ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｘ ｕ— ｄ ｏ ｎ ｇ
（ １ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ Ｂ ｌ ｕ ｅ— Ｓ ｔ ａ ｒ Ｎ ｅ ｗ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌｓ ａ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ １ １ ７；
２ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｕ ｎ Ｙ ａ ｔ — ｓ ｅ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ２ ７ ５， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ １ 卷第 １ ６期
２ ０ １ ３年 ８月
广
州
化
工
Ｖ０ １ ． ４ １ Ｎｏ ． １ ６
Ａｕｇ ｕ ｓ ｔ ． ２ ０１ ３
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
功率型 Ｌ Ｅ Ｄ封装 材 料 的研 究 进 展
led国内外发展现状与发展趋势
led国内外发展现状与发展趋势在过去几年中，LED（发光二极管）的发展取得了显著的进展。
LED技术的出现和快速普及，使得传统照明方式面临了巨大的挑战。
由于其高效、低耗能以及长寿命的特点，LED被广泛应用于室内和室外照明、显示屏、汽车照明等领域。
在国内市场上，LED产业取得了长足的发展。
中国成为全球最大的LED生产基地，不仅在LED芯片和封装领域取得了巨大突破，还在LED照明领域取得了重要进展。
国内企业投入大量资金进行技术研发和产业布局，不断提升产品性能和品质，LED产业的发展水平不断提升。
同时，国内市场对于LED的需求也在不断增长。
尤其是政府对于能源节约和环境保护的重视，进一步推动了LED在照明领域的应用。
LED照明产品逐渐替代传统白炽灯和荧光灯，成为主流选择。
根据相关数据，中国LED照明市场规模已经超过百亿美元，并呈现出持续增长的趋势。
在国际市场上，LED技术的发展同样引起了广泛关注。
许多发达国家和地区也纷纷加大对于LED产业的投资和支持力度。
欧洲、美国等地的市场需求不断增长，成为全球LED产业发展的重要驱动力。
随着技术的不断创新和成熟，LED产业未来将呈现出更多的发展趋势。
首先，LED产品的性能将不断提升，包括亮度、色域、色温等方面的改进。
其次，LED产业的应用领域将不断扩大，尤其是在智能照明、汽车照明、户外显示屏等领域具有巨大潜力。
此外，智能化和可持续发展也将成为未来LED产业的重点发展方向。
人工智能、物联网等技术的快速发展，将为LED产品带来更多的智能化功能和应用场景。
同时，减少能耗、提高能效也将成为LED产业的重要目标，以满足人们对于绿色环保的追求。
总而言之，LED作为一项颠覆性的技术，已经在国内外市场取得了显著的进展。
未来，LED产业将继续保持快速发展的态势，并且在技术创新、应用领域和可持续发展方面迎来更大的突破和机遇。
我国LED封装业的现状与未来发展
材料 匹配等。
目 前 ， 中 国ＬＥＤ封 装 工 艺 经 过 多 年 的 发 展 和 积
国产 全 自动设 备 已能批量 供
功率 型ＬＥＤ的设 计则 是
一
片新 天 地 。 由于功 率型 大
Ｌ Ｄ封装器件 的性能 Ｅ
ＬＥＤ器 件 性 能指标 主 要
国产 大 尺 寸 瓦级 芯 片还 需努力 ，以满足 未 来 照明 市
场 的巨大需求。 随着资本市场对上游芯片
尺 寸 芯 片 制 造 还 处 于 发 展
２ 个亿。
随 着 全 球 一 体 化 的 进
程 ， 中国ＬＥ Ｄ封装 企业 已能 应用 到世 界 上最 新和 最 好 的 封装辅助材料 。
参 数工 艺 、焊 线参 数工 艺、 封胶 参 数工 艺、烘 烤参 数工
艺、分光分 色工艺等。
芯片 关 联度 不大 ，与封装 材 料 与工 艺关 联度 最大 。 影响 光衰 的封 装 材料 主要 有 固晶 底胶 、荧光 胶 、外封 胶 等 ，
延 片来 自进 口） ，小芯 片亮
Ｌ Ｄ封 装 辅 助 材 料 Ｅ
Ｌ ＥＤ封 装辅 助材 料 主要 有 支 架 、 胶 水 、 模 条 、 金
具 、 良好 的测试 设备 及 良好
度 已与 国外 最 高亮度 产 品接 近 ， 其 亮 度 要 求 已 能 满 足 ９ ％的Ｌ Ｄ应用需求，而封装 ５ Ｅ
的 可靠 性试 验设 备 ，更 需依 据先 进 的设 计思 路和 产 品
中 国 在 封 装 设 备 硬 件 线、透镜等。
上 ， 由于购 买 了最 新型和 最
领 悟 力 。 目前 中国Ｉ Ｄ封 器件 的亮度 ９ ％程 度 上取 决 ￣ＬＥ ０
LED封装用玻璃／Al2O3系LTCC基板材料的性能
Ｌ Ｉ Ｕ Ｍｉ ｎ ｇ 一， ＺＨＯＵ Ｈｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎｇ ， ＬＩ Ｕ Ｍｉ ｎ ， ＸＩ Ｅ Ｗｅ ｎ ｔ ａ ｏ ， ＺＨＵ Ｈａ ｉ ｋ ｕ ｉ
（ １ ．Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ０ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｎｄ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ２ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
随着 Ａ １ ， Ｏ 含量增加 ， 样 品的密度先增加后减 小， 烧结收缩率减 小。随着样品 密度 下降， 样 品的热导率（ Ａ ） 、 抗弯强 度（ ） 和介 电常数 （ ｓ ） 降低 ， 介 电损耗（ ｔ ａ ｎ ６ ） 恶化。当 Ａ １ ０ 质量分数为 ４ ５ ％时 ， 复相材料于 ８ ７ ５ ｃ Ｃ烧 结致 密， 显示
（ １ ．南京工 业大 学 材 料科 学与工程 学 院 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ９ ； ２ ．洛 阳理工 学院 材料 科 学与工程 系 ， 河南 洛阳 ４ ７ １ ０ ２ ３ ）
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补充说明
环氧树脂epoxy为一种含环氧基团的热固性树脂,每个分子中一般含有2个或2 个以上的环氧基团,每一个环氧基团官能度是2;最重要的品种是双酚A环氧丙 基醚类环氧树脂。
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脂环式环氧树脂
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二.全球LED封装材料市场规模
由于epoxy价格较低,封装材料仍以epoxy为主流,2012年epoxy销售量达13,130 吨,远大于silicone之600吨,如下图一。不过大型背光模块及照明需求提高, 使得LED输出功率增加,提高胶材耐光性及耐热性要求,使耐旋光性及耐热性较 佳的silicone市场成长快速。就销售金额来看,epoxy价格远低于silicone,因 此2012年市场规模仅D83.1亿日圆,而silicone2012市场规模达310亿日圆左右。
LED封装用D产品应用,具有决定光分布、降低LED芯片与空气之间折射 率落差,以增加光输出及提供LED晶粒号保护等功能,因此封装材料对于 LED可靠性及光输出效果有绝对的影响 (1)决定光分布:LED光形与封装材料之透镜材质和形状有关,若采用尖形 树脂透镜,可使光集中LED轴线方向,相对视角较小;如果顶部树脂透镜为 圆形或帄面型,其相对视角将扩大 (2)增加光输出:LED芯片之折射率(n=2-4)远高于于epoxy或silicone封装 材料之折射率(n=1.4-1.53),因此当LED芯片发光经过封装材料时,会在其 界面间发生全反射效应,造成大部分光线反射回芯片内部,无法有效导出, 亮度效能直接受损,为解决此问题,须提高封装材料折射率,来减小全反射 损失 (3)提供晶粒保护 LED 所使用封装材料一般以Epoxy及Silicone等高透明性樹脂作材料。
2012年silicone前二大供應商
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三.全球LED封装材料发展趋势
综观上述,可归纳LED封装材料未来发展趋势有二点: 1.中国厂商以低价策略进入低阶LED封装材料市场 在epoxy应用,中国厂商以低价抢攻低阶市场,几乎概括所有低阶市场,台湾及 日本厂商无法与之竞争,纷纷转往高阶市场。而silicone应用,全球仍以Dow Corning为主,虽台湾及中国厂商想以低阶低价切入,但封装厂商为确保质量及 稳定性,不轻易更换供货商。
氢化双酚环氧树脂
2.复合材料发展兼顾epoxy及silicone特性 复合材料采用epoxy加上silicone,希望可以弥补二材料之缺陷并发挥本身特 性。Epoxy及silicone所组成复合材料可降低epoxy黄变现象,改善silicone阻 氣、阻水性較差的問題,價格又比silicone低,有機會在戶外市場大量應用。
图一:2009-2014年epoxy及silicone销售量 图二:2009-2014年epoxy及silicone销售额
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LED封装材料不论epoxy或silicone, 会因不同应用及客户需求,质量及价 格落差相当大,如下图所示。以epoxy 为例,等级较差的每kg约在300-700日 圆,但高阶epoxy包括混合式(双酚A+ 脂环式/氢化双酚)及纯脂环式epoxy, 价格则在kg 1,000-9,000日圆。 Silicone由于近年来在背光的PLCC封 装及照明应用,使得价格快速下滑,目 前每kg 35,000-60,000日圆。
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1.惠利电子、宜加、精密聚合(EpiFine) 及日东电工为epoxy前四大供货商;前大 厂商占有率达65%。惠利电子为最大供 货商,主供低阶epoxy,由于价格具优势, 几乎概括全部低阶市场。 宜加及精密聚合为第2及3大供货商,市 占率分别是12.5%及8.3%,二家市场定位 主攻高阶EPOXY市场。日东电工主要应 用在红外光封装胶材。 其他厂商如Henkle、Pelnox及稻畑产业 皆已进入市场;2011年日本化学 (Nippon-chem)及积水化学(Sekisui)也 跨入高階epoxy市場
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一.EOPXY与SILICONE简介
Epoxy热膨胀系数为50-70ppm,远大于芯片或载板之热膨胀性,在LED是小功 率,产生热量低,此一热膨胀系数值差异对于LED特性并不会造成影响;在高 功率LED上,产生热量高,极易热膨胀系数差异造成应力累积,导致界面脱层 组件毁损。因此以silicone作为高功率LED封装材料,填充在芯片和透镜间, 利用柔软silicone作为界面缓冲层,松弛累积之应力,避免损伤LED组件。 右表为epoxy和silicone二种封装材料比 较,一般以epoxy折射率介于1.47-1.53,最 佳可达到1.6,而silicone约在1.4-1.5之 间,epoxy在光学特性具有优势。Silicone 较epoxy具有抗UV、柔软耐热、内应力消 除能力强优点。不过silicone硬度低、黏 性高,且透水、透氧性太高,不适合应用于 户外广告牌或户外照明。
2012年epoxy前四大供應商
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2.Dow Corning及信越化学为全球前二大 LED用Silicone供货商,合计市占率90%, 如右图所示。其中Dow Corning 70%,产 品从低阶到高阶都具备。第二大为信越 化学,市占率为20%。 另外台湾厂商天宝(Tempo-Silicone)、 上纬、长兴材料,韩国KCC及Cheil Industries等廠商也積極佈局LED封裝材 料silicone市場