LED封装结构的未来发展趋势

　　摘要：1998年前，LED封装结构比较单一，主要以小功率LAMP系列为主。而2000年以来，随着SMD系列产品的诞生，不断有新的LED封装结构出现。与此同时，LED封装结构主要根据应用产品的需求而改变。

　　19世纪初第一个具有实际意义的LED被发明出来，但因其亮度无法达到商业化应用要求，没有被广泛使用。直到19世纪70年代末红绿光LED出现，特别是80年代橙光、黄光等相继诞生后，LED才逐渐得到广泛的使用。

　　1998年前，LED封装结构比较单一，主要以小功率LAMP系列为主。2000年以来，随着SMD系列产品的诞生，不断有新的LED封装结构出现。同时，LED封装结构主要根据应用产品的需求而改变。

　　商业化LAMP系列产品始于1976年，盛行于1995年。随着LAMP系列白光、显示屏系列LAMP光源被批量生产后，LAMP系列使用达到了顶峰。LAMP系列代表性产品有：￠10、￠8、￠5、￠3、546椭圆形、346椭圆形、￠4.8钢盔形、￠4.8草帽、￠2 奶嘴形、￠1.8小蝴蝶形、方形无帽沿、墓碑形。根据LAMP系列产品结构、发光角度、亮度、发光颜色等不同，早期LAMP系列主要应用于指示灯、圣诞灯，后来随着技术的提升，LAMP系列产品逐渐被广泛应用于背光、景观亮化、道路交通指示、室内照明和户外显示屏。

　　2004年以前，SMD产品以chip系列为主，其主要代表产品为0805、0603、1206、0605、0604、1210、0402 等，产品主要应用于背光、手机按键、指示、户内早期显示屏。2004年后，SMD系列产品中TOP系列产品逐渐占主导地位，部分应用领域均被TOP系列替代（2009年后室内显示屏光源0805系列已经被3528取代），早期具有代表性的是3528、5050，后续发展到3020、3014、020、010、5630、5730等，产品主要应用于灯饰/灯带、户内显示屏、室内照明等。

　　

　　图1 LED发展进程变化图

　　2003年，大功率封装在中国部分企业就已经开始研发，但直到2005年才陆续出现商业化生产，2007年后，大功率封装被广泛推广，大部分LED封装企业逐渐引进生产设备。2010年中国LED封装产业引来投资热潮的同时，大功率封装投资也进入顶峰时期。截至2011年年底，中国LED封装企业基本上能生产大功率封装产品。

　　大功率发展早期以1W为主，后来逐渐发展为3W、2W、5W、7W，从无透镜到有透镜，从无基板到有基板，大功率封装结构发生质的变化。具有代表性的产品规格有：1W无铝基板/1W加铝基板/3W无铝基板/3W加铝基板/3W条形大功率/3W模组大功率/3W 7090大功率/3W四脚大功率/3W四脚大功率/3W六脚大功率/3W六脚大功率/5W系列/7W系列。

　　大功率产品自发展以来主要以照明为主，截至2012年5月大功率产品应用领域有：户外功能性照明、景观照明/亮化、植物照明、建筑照明等需求高功率的场所。

　　因市场对灯珠亮度的需求不断提高，单颗大功率灯珠已经无法满足要求。为满足市场需求，应用厂商采用多颗1W灯珠提高亮度的方案，但此方案会造成成本过高、面积增大，不利于生产，因此另一种能提高亮度的封装形式--集成/COB封装便应运而生，且逐渐被市场认可。

　　最初的商业化集成封装在2007被应用于建筑照明，但由于其散热技术较难突破，2007～2009年期间集成封装整体发展较慢，2010年后，由于在散热方面得到了妥善的解决，集成封装才逐渐正式被大众接受；COB封装在2008年就开始生产，但直到2009年底，COB封装的产品仍然无法达到相应的效果，且散热问题依旧无法解决，很多企业减缓研发和生产。2010年下半年开始，COB封装散热问题也得到了妥善的解决，高功率照明、球泡灯对COB需求逐渐升温，且随着封装工艺技术的不断提升，COB封装成本低、光效高的优势逐渐显现，目前COB封装已被各大封装企业认可。

　　无论是集成封装还是COB封装，其应用领域基本类似，主要应用于高功率照明，如户外照明、建筑照明、景观亮化等。但COB封装因其特有的封装方式和散热模式，应用领域相对广泛，目前也有部分室内照明产品采用COB封装产品。

　　经过40多年的发展，中国LAMP引脚式LED光源（φ3mm、φ5mm）和贴片式SMD光源已成为一种标准产品，随着芯片技术的提升和应用市场的需要，为了利用自动化组装技术并降低制造成本，大功率光源、集成/COB光源亦应运而生。在市场需求的刺激下，大功率LED封装体积也越来越小、越来越薄，以提供更广阔的应用产品设计空间。