LED小型/薄型化 - 改变封装技术，LED照明可靠性大增

　　LED小型/薄型化

　　随着行动装置体积轻薄短小化，市场上对于小间距产品的需求逐年强烈，零件也面临着更多降低高度及缩小尺寸之要求。此外，由于户外全彩显示装置大多採用LED，为提高表现效果，全彩型LED封装亦朝向更高密度发展（图4）。

　　

　　图4 全彩型LED封装朝向更高密度发展。

　　以ROHM为例，其自1996年开始生产SMD型LED以来，每年不断地朝向产品小型与薄型化迈进，2007年成功地展开世界最小最薄产品 -1006（0402英吋（inch））（t=0.2毫米（mm））尺寸「PICOLED系列」量产，目前更成功地研发出0603（0201英吋）尺寸的「PICOLED-mini」（图5）。以下详述LED照明产品以小型薄型封装的重要关键技术。

　　

　　图5 微型化LED晶片

　　元件技术

　　为让封装更小、更薄，内部的LED元件也必须同时採用小型薄型规格。因此，业者从晶圆上的发光层成膜到晶片化均採用自行研发的製程技术，终于成功地将磷化铝镓铟（AlGaInP）发光LED的元件尺寸缩小至边角0.13毫米（mm）、厚度t=50微米（μm），一举实现小型化目标。

　　铸模技术

　　为确保产品的强度，业者提出针对半导体元件进行树脂封止的加工方法。树脂封止加工係採用移转成形（Transfer Mold）法，但铸模模具的模穴会愈来愈薄（模穴厚度0.10毫米），因此必须确保树脂的流动性。此外，为确保LED的光学特性，无法对其添加用来确保零件强度的填充材料，如此一来，便会造成产品在机械性强度上的降低，但上述问题目前皆已解决。

　　组装技术

　　在LED晶片的製作上，必须在厚度t=0.10毫米的封止树脂中对LED元件进行焊线，因此业者採用自行研发的焊线机，成功缩小间距并降低迴路。

　　目前，世界最小的超小型LED体积仅1006尺寸，厚度仅0.2毫米，此产品不受设置空间的限制，并採用高亮度LED元件，透过LED发光，能够让光线从行动电话的外壳内部进行穿透照明。

　　不但如此，超小型LED还可适用于点矩阵显示器。传统的1608尺寸产品最小间距为2毫米，而超小型LED却能以最小间距1.5毫米进行高密度安装，因此能展现出更细緻的表现效果。

　　在其他特色方面，由于该方案的封装尺寸极小，因此可以用在七段显示器、点矩阵显示器模组上，并省略在晶片直接封装（COB）技术上所必须的晶粒黏着（Die-bonding）、焊线、树脂接合（Bonding）等製程。

　　车用LED照明受瞩目

　　随着LED灯泡及照明用途急速普及化，车用LED照明较以往更受到市场的青睐。在车辆内装用途上，无论是汽车音响、汽车导航系统或是空调面板等主要背光，目前几乎已全面採用LED光源。接下来，像是目前仍採用传统灯泡的室内灯及警示灯，以及採用冷阴极管的仪表板背光等也将渐渐地面临汰换的命运。

　　在车辆外装上，近年来像是尾灯、转向灯、定位灯等传统灯泡也已逐步被汰换，甚至连头灯也都由传统的卤素灯、高亮度放电（HID）灯转而被LED灯所取代。若从环境辨识性的观点上来看，採用LED灯作为昼行灯（Daytime Running Lamps， DRL）的趋势更是值得关注。

　　为因应多样化的车用需求，业界在车用LED技术研发上，将以下列两项为研发重点。

　　色度及亮度之客制化需求

　　在汽车内装方面，像是空调面板等仪表板周边的光源大多由车厂来指定颜色。业者所推出的磷化铝镓铟元件型LED系列产品，挟元件自製优势，无论是色彩、光度皆可依客户要求自行客製化。

　　其他像是利用氮化铟镓（InGaN）及含有萤光体的树脂所成功创造出的白光及粉色LED系列，也能提供色彩客製化功能。像是主要按键的背光等使用频率较高的按键，即可藉由微妙的颜色差异突显其与相邻按键之相异性，藉此唤起使用者的注意。这种磷化铝镓铟元件採用在磊晶成长（Epitaxial Growth）阶段上抑制波长差异的技术，因此能够满足客户严格的规格要求。

　　研发耐硫化对策/扩充新品

　　另一方面，市场对于尾灯等车辆外装用途的LED灯最大要求莫过于耐热性及对严苛气候的耐受性，但由于传统的LED封装的导线架为镀银材料，容易产生硫化及光束劣化问题，目前这个问题也开始受到重视。

　　有鑑于此，业界改採镀镍/镀钯/镀金做为导线架材料，成功解决因硫化所造成的光束劣化问题。另外，对于镀镍/镀钯/镀金所引起的光度降低缺点，业者亦研发出新的一系列产品（图6），藉由提高元件本身输出效率的方式来解决，展现出毫不逊于镀银产品的光束强度。未来，业界将採镀镍/镀钯/镀金做为封装硫化改善对策，并积极扩充新的产品系列，以满足客户的多样化需求。

　　

　　图6 业者利用提高LED光输出效率，来降低封装材料替换所引发的光度降低缺点。