摘要：  LED目前已邁入第三波成長周期，大舉進攻通用照明市場，然而LED封裝成本高昂，因此成為Cree、飛利浦、歐司朗等LED廠商戮力降低成本的標靶，促使各LED封裝廠紛紛利用覆晶、COB等新興封裝設(shè)計提高成本效益，以增強產(chǎn)品競爭力。

關(guān)鍵字：  發(fā)光二極體，封裝，液晶電視

降低成本突破口：新興LED封裝成焦點

固態(tài)照明的制造廠商都在探索封裝的基板、類型與成分，以在價格/效能上達到完美平衡。若要求一般大眾畫一張發(fā)光二極體(LED)圖，看到的很可能依舊是有兩支腳，用來做儀器顯示的LED。但照亮小型顯示器與電腦的LED，其封裝技術(shù)已大幅演進，與過去的始祖排在一起，民眾恐怕都認不出來。今日，LED面臨 第三波成長周期，其獲益的增加將仰賴通用照明需求，因此封裝技術(shù)需要更高的成本效益。在已封裝LED的總成本中，光是封裝步驟就占45%，此步驟成為業(yè)者的焦點也就不讓人意外。

Yole Developpement認為，業(yè)界欲進一步提升每單位成本的照度，要達到這點有兩種做法--增加每個封裝產(chǎn)品的效能，以在系統(tǒng)層級減少產(chǎn)品數(shù)目，或是降低每單位成本。Yole指出，LED制造商從未如此努力壓低成本，因提升每單位成本照度的需求已改變高功率產(chǎn)品的設(shè)計哲學。直到去年為止，Yole觀察到在大多數(shù)情況下，LED制造商努力增加產(chǎn)品效能及產(chǎn)品復(fù)雜度，但現(xiàn)在，部分廠商在封裝產(chǎn)品時專注于降低成本的設(shè)計方法。

增進成本效益，眾廠商各有法寶

關(guān)于這種轉(zhuǎn)變，其中一個值得注意的例子就是總部位于北卡羅萊納(North Carolina)州Durham市的Cree，其將LED晶片放入封裝中。過去許多高功率LED廠商的設(shè)計趨勢是使用垂直式LED，其中的磊晶或碳化硅 (SiC)基板已被去除，而LED結(jié)構(gòu)已接在另個載體晶圓上，而一兩年前大多數(shù)Cree的高功率LED都采用此設(shè)計結(jié)構(gòu)。

Cree最新的XLamp高亮度LED的XB-D產(chǎn)品線在2012年1月推出，重新回歸先前產(chǎn)品的簡單方法--覆晶(Flip-chip)封裝。該產(chǎn)品只用了可以保持原先基板的覆晶技術(shù)，Cree將SiC外延基板打薄后，對其背面進行表面處理(Texturing)，以增加取光效率。對基板進行表面處理并非新技術(shù)，許多業(yè)者都使用圖案化藍寶石基板(PSS)，但Cree用更簡單、便宜的設(shè)計。該公司在基板上使用類似機械鋸齒的工具建立溝槽，這些溝槽的角度可最大化取光效率。而這個做法不但便宜，在產(chǎn)生與發(fā)射光源上似乎也極有效率，這在提升每單位成本的照度上是個聰明的設(shè)計。

除Cree外，其余廠商如歐司朗(Osram)與飛利浦(Philips)，都想要增進成本效益，但其方法各有不同。歐司朗仍使用垂直LED架構(gòu)、飛利浦依舊偏愛薄膜覆晶，然而他們也去除了藍寶石晶體、Cree使用不同的覆晶接線技術(shù)。雖然飛利浦使用晶球凸點技術(shù)，Cree則使用低溫溶晶，進一步降低成本，并更能增進接觸熱阻。至今，Yole依舊未觀察到標準化的制造方式。

電視LED產(chǎn)能釋放，中功率LED成本下降

在一般照明之前，液晶電視背光照明曾是推動LED銷售的主要驅(qū)動力，無奈市場拓展狀況不如預(yù)期，造成電視背板中功率LED供過于求，且一般照明成本大幅增加。中功率LED采用極簡塑膠無引線晶片載體(PLCC)封裝，除替換固有、須更分散多角度多光源的日光燈管外，Yole認為，這些中 功率LED已逐漸打入僅使用高功率LED的市場中，如燈泡或投射燈。

無心插柳造成的好處，顯示廠商將特定類型的元件做成不同相關(guān)產(chǎn)品的策略，對其十分有益。首先在LED電視領(lǐng)域，套裝產(chǎn)品的規(guī)格已標準化，這在LED業(yè)界十分少見，此舉可讓經(jīng)濟規(guī)模更大。因液晶電視市場不如預(yù)期強勁，已有大量的產(chǎn)能投入供過于求的中 功率LED，讓成本更進一步下降，對一些應(yīng)用來說，每照度的價格便變得十分吸引人。

成本效益的考量同時也影響LED廠商滿足使用者不同光色需求的方法。偏暖光的需求讓業(yè)者尋找業(yè)界廣泛使用的釔鋁石榴石(Yttrium Aluminium Garnet， YAG)外的技術(shù)。廠商嘗試將一些由氮化鎵(GaN)發(fā)射器產(chǎn)生冷白光轉(zhuǎn)黃，以取代YAG(圖2)。Yole認為，YAG及其硅基板仍是首要的封裝形式， 然而，隨著業(yè)者的服務(wù)多元，調(diào)整各種不同色光的高度需求已經(jīng)出現(xiàn)。

為達到此一目標，廠商們已在光色中用兩種方式加入紅色元素。第一，在系統(tǒng)層級，制造商可在標準藍色晶片中加入含YAG螢光粉的紅色LED晶片。Cree使用此種方式，把該做法叫「真白」(TrueWhite)技術(shù)，歐司朗也是用此一做法。另一種做法可以加入發(fā)紅光，多半是含氮化物的螢光粉。這種做法可視應(yīng)用調(diào)整，但對高亮度LED來說，若要發(fā)出紅光，這種螢光粉的生產(chǎn)就十分重要。問題在于氮化物螢光粉仍極昂貴且難以制造，氮化物螢光粉在某些情況下，比 YAG螢光粉還貴上十到二十倍。若使用者有日亞化工(Nichia)的授權(quán)，即可以使用YAG產(chǎn)生黃色螢光粉。若無，則可以使用硅化合物的螢光物。但以紅光來說，市場只由三菱化工與其氮化物螢光粉來主導。