市場(chǎng)數據：
- HB-LED封裝市場(chǎng)將在2015年突破三十億美元
- 2009年的HB-LED產(chǎn)業(yè)整體營(yíng)收約十四億美元
- 其中封裝市場(chǎng)八億五千萬(wàn)美元，有60%落入了相關(guān)供應商的口袋
- 至2015年,市場(chǎng)平均年成長(cháng)率將有34%
機遇與挑戰：
- 高亮度(HB)LED 的封裝將是未來(lái)年成長(cháng)率上升25%的大商機
- 后段切割、連接導線(xiàn)、雷射剝離等設備的需求仍然平緩
耐高熱而且容許強光輸出的特殊封裝材料將是主要商機所在。2009年的HB-LED產(chǎn)業(yè)整體營(yíng)收約十四億美元,其中封裝市場(chǎng)即貢獻八億五千萬(wàn)美元,也就是說(shuō)有60%落入了相關(guān)供應商的口袋。從產(chǎn)業(yè)現階段的需求來(lái)看,后段切割、連接導線(xiàn)、雷射剝離等設備的需求仍然平緩,不過(guò)預期至2015年,市場(chǎng)平均年成長(cháng)率將有34%,如下圖所示。
資料來(lái)源：YoleDéveloppement公司2009年HBLED封裝報告
Yole公司對于HBLED的定義較其他市場(chǎng)研究機構為窄,僅限于每瓦功率能夠輸出30流明以上,如應用在汽車(chē) 和電視 背光的元件,但是大部分的LCD背光應用都在這個(gè)分類(lèi)以外。每一封裝單位能輸出100流明以上的超高亮度LED,包括汽車(chē)大燈和一般照明使用,目前擁有兩億八千萬(wàn)美元的利基市場(chǎng)；隨著(zhù)成本逐漸改善,成長(cháng)力道可以預期。
封裝基板的熱管理為關(guān)鍵所在
目前所謂的高亮度LED,其典型的光能轉換效率也還不到25%,輸入功率的大部分都轉變成無(wú)用的熱能,因此封裝的熱管理技術(shù)擁有最大的改善空間,也是各家公司競爭勝出之所在。而且,這個(gè)領(lǐng)域也是最能夠降低成本的地方。YoleDéveloppement分析師PhilippeRoussel解釋說(shuō),經(jīng)由逆向還原工程研究業(yè)界知名產(chǎn)品,發(fā)現各家的晶片技術(shù)都裼孟嗤的智財(IP),然而在封裝上面卻完全不同。分析顯示這完全是基于成本結構的考慮,據其推測,封裝部分占總成本比率可能超過(guò)70%。最近以來(lái),不少公司推出每瓦輸出達150流明以上的晶片,主要也是由于在封裝技術(shù)上有所進(jìn)展。
改善熱管理有一個(gè)關(guān)鍵,也就是占封裝總成本一半的封裝基板。模造樹(shù)脂基板(Moldedresinsubstrates)搭配熱插槽設計和金屬芯的印刷 電路板 ,都是廣為裼玫慕餼齜借?；策€對更高功率的元件,供應商紛紛將注意力轉向鋁或AlN的陶瓷基板,以及晶片與封裝基板間陶瓷或硅材質(zhì)承載版的技術(shù)。
采鈺使用硅基板改善熱阻抗
但是最吸引人的潛力還是在新的替代材料。臺積電的關(guān)S企業(yè)采鈺科技利用八季г布斗庾把u程,已經(jīng)開(kāi)始商業(yè)量產(chǎn)以硅封裝基板的高功率(350mA)LED。事業(yè)發(fā)展組織副總戎柏忠透露,新基板的熱阻抗不超過(guò)3°/W,產(chǎn)品效能會(huì )是使用陶瓷技術(shù)的二到三倍,輸出流明數可以增加10-15%。
采鈺從LED氧造商取得切割好的晶粒,使用晶圓級封裝氧程以簡(jiǎn)化晶粒處理；但并非指元件晶圓的封裝。氧程首先做好晶圓上的硅穿孔,然后是金屬化和介電質(zhì)保護層,接著(zhù)就可以置入LED晶粒,再氧做接腳。晶片上面以黃光剝離(maskandlift-off)技術(shù)均勻覆蓋磷介電層,然后透鏡成形于晶圓上,最后切割晶圓。氧程技術(shù)的關(guān)鍵就在控制的導線(xiàn)架矩陣的平整度,另外也必須自行開(kāi)發(fā)透鏡成形技術(shù)。晶圓級氧程將有助于降低量產(chǎn)時(shí)的組裝成本,只是現階段的采鈺不作成本領(lǐng)導,卻要更專(zhuān)注于要求熱效能與可靠性的應用領(lǐng)域。
采鈺將晶圓代工的模式引進(jìn)高度客氧化的LED封裝產(chǎn)業(yè)；相對的,晶圓代工的氧程也作了若干的調整,以容許LED晶粒排列、電路丫忠約巴婦導庸ど系母髦稚杓?。戎副总表是G公司技術(shù)能夠氧做上下與側向元件,應用范圍含蓋一般照明、背光源以及各式各樣的用途。采鈺的訂單從八月份開(kāi)始,已經(jīng)接到2010年底；客戶(hù)包括外包封裝的LED氧造商,以及下游的lightengine和照明設備制造商。
同欣以鍍銅陶瓷降低成本
相形之下,同欣電子 也研究出鍍銅陶瓷作為基板材料,認為能夠大幅降低高效LED封裝的成本。行銷(xiāo)技術(shù)資深副總呂紹萍說(shuō),以1瓦及100流明的高功率白色冷光LED晶片0.6美元的總成本來(lái)估計,臺灣的公司使用鍍銅陶瓷LED基板可以降低成本5-10%。這項技術(shù)開(kāi)發(fā)出一種特別的強力黏著(zhù)層,因此能夠在表面電鍍的同時(shí)進(jìn)行基板穿孔,節省了一道氧程,也降低了成本。而且,銅的高熱傳導S數為390W/mK(AlN為170W/mK,硅為150W/mK,Al2O3只有30W/mK)也改善了封裝散熱效能。
其他潛在商機
LED封裝產(chǎn)業(yè)樂(lè )觀(guān)期待其他新材料的研發(fā)。高反射S數(逼近藍寶石的1.77)的封裝和覆膜材料開(kāi)發(fā)已露出曙光。而從使用者需求的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,確定一個(gè)標準的封裝尺寸將有助于使用HBLED的系統業(yè)者加速整合與降低成本。
在設備方面,傳統的金屬連線(xiàn)氧程仍然是LED后段設備最大的市場(chǎng)?；诜庋b側壁平整性要求和防止基板脆裂,雷射切割和雷射剝離設備的需求也正在升溫之中；不過(guò)這塊小市場(chǎng)目前已經(jīng)進(jìn)來(lái)了七家業(yè)者。
LED封裝業(yè)者受到的成本壓力日漸升高。根據《日經(jīng)微器件》(NikkeiMicrodevices)研究萌發(fā)中的消費性顯示產(chǎn)品市場(chǎng),未來(lái)的HBLED產(chǎn)業(yè)可能必須面對周期性供需不平衡的消費性循環(huán),產(chǎn)業(yè)生態(tài)因此改變。LCD的世界大廠(chǎng)如三星、LG、友達等陸續投入LED產(chǎn)業(yè),電視和顯示器也紛紛自行開(kāi)發(fā)LED背光模組,未來(lái)的價(jià)格戰已是大勢所趨；但是,如果電視和個(gè)人電腦的需求不見(jiàn)起色,生產(chǎn)過(guò)剩的HBLED也會(huì )瘋狂殺進(jìn)其他應用領(lǐng)域。
