近段時間,LED燈絲燈設備引起了整個LED封裝及材料行業的重視,甚至帶來了一場“工藝革命”。
業內認為,簡化封裝是LED封裝行業發展的一大趨勢,而LED燈絲燈的出現,則是該趨勢的重要分支。除了透光性不同,應用于LED燈絲燈的很多工藝,都可以直接引進到LED封裝行業。
那么,在封裝及材料企業看來,這個一直在LED行業內表現不俗的熱門產品到底前景如何?大家對于該產品到底如何評價?成為本文關注的問題。
倒裝工藝受追捧
據記者了解,目前市場上LED燈絲主要采用的封裝形式是正裝,但這種封裝形式很容易在高溫下被溶解,導致LED燈絲燈的光衰現象嚴重。為解決這個問題,目前已有部分企業嘗試用倒裝的結構來封裝燈絲燈。
兆明芯科技總經理劉鎮表示,LED燈絲燈最大問題在于散熱,若能將熱散發出來,可減少許多成本,因此對于基板的傳導散熱功能提出更高的要求。“一般玻璃導熱率不到5W/(m℃),為防止熱傳導不出來不得不降低電流,在透明板下使用藍寶石又使得成本上升”。
劉鎮介紹,兆明芯的燈絲燈芯架構在覆晶技術之上,在芯片設計上充分考慮到芯片制程的簡單化、低生產成本、高制造良率、高散熱效率與大批量封裝生產的可能性。改變現有芯片設計理念,增加有效的發光區域并減少遮光面積。
另外,在基板的選擇上,兆明芯科技依照黑體輻射原理,采用化合玻璃,保證低成本以及輻射散熱,在電流恢復正常的情況下,使成本下降更具市場優勢。“我們基于化合玻璃基板的覆晶封裝燈絲,1W的燈絲,每顆芯片可通30mA的電流,光效可達145lm/W”。
浙江英洛華電子有限公司總工程師張賢軍認為,如果用倒裝制作LED燈絲,其散熱和穩定性會更好,“采用倒裝技術的話,可以較好地解決正裝結構可能出現的燈絲散熱不良、塌線、死燈等問題”。
他還提到,燈絲燈的倒裝工藝,需要熒光粉和硅膠的用量不宜太寬、太長,否則既增加成本又不符合大眾對燈絲的使用習慣;而從散熱、熱沉性和燈絲強度來說又不能太窄,否則會影響散熱面積,從而影響光效。
“一般以1.0的寬度為宜,該寬度也符合未來更大功率的燈絲需求。”張賢軍補充到。
技術難題待突破
據了解,燈絲燈目前還有很多技術問題還沒有得到有效解決,而業內提及最多的是藍光泄露問題,這也導致相關封裝企業有“色”心沒“色”膽,不能全身心投入到LED燈絲燈的研發生產中去,既不專,也不精。
北京大學上海微電子研究院兼職教授顏重光表示,LED照明光源和燈具是不允許有藍光泄出的,因為藍光有害人類的眼睛健康,杜絕LED光源和燈具藍光泄出,是產品質量的基本保證。“如果LED燈絲只在上下兩面涂覆熒光粉,那么左右兩側切面一定會有藍光泄出”。
“目前,LED燈絲使用黃磷熒光粉將整個藍寶石基條涂覆包裹,這樣LED的藍光才不會泄出。”顏重光表示,有些燈絲在生產時聯排涂覆黃磷熒光粉后再將基條用激光切開,透明基條兩側沒有涂覆黃磷熒光粉,藍光會循此透明基條邊緣泄出,這種生產工藝需要改正”。
另外,對于燈絲燈現在的工藝本身很難處理散熱的問題。聯浪新材料CEO李本杰對此表示,“膠水在幫助燈絲燈散熱問題上將起到關鍵性作用,因為膠水可以做到很硬,可以做出散射紅外熱量的微觀結構,譬如溝槽結構或者凹凸點結構等,這些技術已經在半導體封裝上大量應用”。
“我個人很看好混熒光粉耐高溫硬膠水技術的路線,可以替代高成本的藍寶石與玻璃基板,直接借鑒半導體已經成熟的封裝技術。”
李本杰表示,另一方面,該技術還可以為封裝企業提供更多的想象空間,不一定非要做成直條的燈絲,還可以做成冰淇淋、蠟燭燈,或者做成生肖形態的直插發光優盤等。
不過,針對燈絲燈產品,目前封裝廠都在追求更高的性價比,同時也在力圖提升光色一致性、抗冷熱沖擊性能、壽命等等技術參數。由于工藝上的差異,對材料的要求各異,這也導致相關的材料廠商苦不堪言,疲于應對。
某燈絲燈膠水企業總經理無奈地告訴記者,“封裝廠對于燈絲燈都有自己的檢測標準和參數要求,他們的每一次研發及工藝優化,我們都得調整膠水的技術參數與之配合”。
價格成推廣障礙
據了解,基于歐洲人對白熾燈固有的情結,讓這種外觀酷似白熾燈的LED新產品很快被接受,因此目前燈絲燈的客戶群主要集中在歐美,而國內市場卻不甚明朗。
科恒股份LED事業部項目經理馮榮標表示,事實上國內很少用燈絲燈,一般都是做出口,需求量也是很少的,科恒股份也并不太看好燈絲燈市場。
當記者問及公司的熒光粉用在燈絲燈的量占比時,馮榮標表示并不能確定,“一般熒光粉企業不會專門為燈絲燈定向開發熒光粉,封裝廠都是向熒光粉廠采購后自己調配,所以用于燈絲燈的量無法統計。但可以肯定的是,目前做燈絲燈的企業太多,肯定供過于求”。
不過,李本杰則表現相對樂觀,“國外對LED燈絲燈的接受程度相對更高,但未來國內燈絲燈市場潛力其實并不比國外小,國內目前LED主要替換的是節能燈市場,還沒有替換到傳統燈泡市場,而替換傳統燈泡市場的最佳模式就是燈絲燈,當然這牽扯到成本的問題,需要讓中低收入階層感受到換掉更劃算”。
張賢軍也認為,目前制約燈絲燈普及的主要原因還在于高昂的價格。“我認為一切市場說了算,當燈絲燈做到老百姓都覺得便宜的時候,就是燈絲燈有前途的時候,因此如何做出低成本又保證品質的燈絲燈,達到讓市場能夠普遍接受的性價比才是根本”。
“自動化生產是保證質量、提高效率、增加產量的必然選擇,也是降低成本的必由之路。”張賢軍表示,未來實現燈絲規格的標準化,是整個燈絲燈如何盡快有效的實行全工序自動化的一個前提保證。
也許隨著LED燈絲燈的不斷普及,今后LED行業市場也將得到更加強大的發展勢頭。