LED封装材料的应用现状和发展趋势（下）

2．7 细分市场七：无机封装材料

无机材料一方面是应用于耐受UV、激光LED的封装需求，另一方面是与荧光粉共烧制成荧光无机材料。混合荧光粉共烧制的陶瓷或玻璃荧光片的制造成本仍高居不下，且调色制样的工程周期较长，产品更适合标准化的LED色温应用。

三、LED 封装材料技术发展趋势

随着LED在照明、信号、传感器、通讯领域的应用发展，LED的封装技术方向出现“集成化”趋势：

（1）由单颗独立封装结构向集成封装结构转变。近几年成熟的COB封装方式就是代表产品。“积少成多”的大面积面阵光源使用数量巨大的小功率芯片，通过阵列方式获得大功率成品。陶瓷基板或铝基板协助芯片阵列散热，减少了对传统复杂铸铝翅片散热结构的依赖，灯具可以做得更薄。最近兴起的“Mini”之风，实际上是集成封装的同义词。Mini－LED的出现使LCD屏与OELD在中小尺寸的竞争出现变数。Mini－RGB将加速LED屏向家庭TV的渗透。

（2）封装工艺向集成化转轨。传统的封装工艺以单颗灯珠形态为特征，从开始的固晶打线，到灌封，整个过程都可以看到独立的单颗灯珠。以CSP引导的白光芯片革命，不只是最终LED封装产品的形态变化，其封装过程更是以集成阵列芯片、统一封装、最后切割成单颗产品为特征的。这一技术正向晶圆制造的产业链上方渗透，垂直芯片wafer Level制程的白光芯片已经在三安光电量产。倒装芯片CSP工艺的的阵列置晶过程如果与晶圆厂庞大的分光置晶产能结合，将是LED整个产业链的分工革命。

（3）照明、传感、通讯、控制的功能集成化发展。Lifi技术、DOB技术、Mini－RGB技术等催动在基板上（包括基板背面）完成不仅包括照明的其他复合功能与控制功能。系统集成厂商的产业链定位同时向传统的灯珠封装及终端应用延伸。

封装材料伴随封装“集成化”技术的驱动，也不断涌现新的材料更新路线图，代表性的方向有以下几点。

（1）为提高LED封装材料的综合性能，通过引入无机纳米材料或者透明材料等制备有机／无机复合材料，例如通过特殊工艺制备出含有荧光粉的有机硅荧光材料，含有与封装材料相同折射率、不影响透明透光的无机物填充的有机硅或环氧复合材料。这些复合材料不仅能有效地提高封装材料的光学性能，还能一定程度上增强材料的力学和热性能、提高LED发光性能。

（2）适应集成封装工艺的固态薄膜封装材料。例如制造白光芯片CSP的B－Stage荧光胶膜，利用其室温为固态胶膜的特性，保证荧光粉在胶膜中分散均一，长期储存也不会发生荧光粉沉降的问题，实现封装LED光色均一的目的。特别是，这种荧光胶膜通过封装工艺能够精确控制封装层厚度，从而将CSP色温偏差控制在非常窄的范围，在芯片的五个出光面实现保型贴合封装，从而为CSP封装技术发展提供了有力支撑。另外胶膜材料已经在Mini－LED、Mini－RGB等领域显示出可靠并且简单的封装可行性。

（3）封装材料的功能极致化。封装材料，无论是有机硅、环氧树脂以及其二者结合的Hybrid材料，仍然在追求折射率提高、致密分子结构抵抗“硫化”、耐高温高电流条件的老化、耐蓝光衰减、提升为不同封装界面的粘结力等技术制高点上做不断升级，随着基础材料和复合材料科学领域的探索研究和创新发展，广大厂商必将为LED封装提供性能更加优越的封装材料。

四、LED 封装材料市场现状及未来

中国大陆LED灯珠封装树脂市场需求大致为液态环氧材料100ton／月、固态EMC树脂50ton／月、有机硅树脂500ton／月。低端液态环氧树脂市场价格约 RMB20－50／Kg、中端环氧树脂EMC价格为RMB200－400／Kg，高可靠性环氧树脂EMC价格为RMB500－1000／Kg；中低端液态有机硅树脂市场价格约为RMB100－500／Kg、高端有机硅材料根据性能不同而价格在RMB500－2000／Kg。LED封装材料仍然呈国外品牌占据价值链高端、甚至长期细分领先的局面。随着国内厂商不断研发积累，国产替代及细分领先的材料近年不断出现，价格及技术竞争日趋白热化。各市场细分的主要供应商见表5。

封装材料的国产化一直是广大国内民族品牌厂商的追求目标，也是国家02专项及大基金引导红色半导体产业链的重要支撑点。然而半导体及LED封装材料的特点决定了它的基础研发时间长、应用开发投资大、替代竞争风险高、改朝换代更依赖新技术推动的一个高技术、高风险、高竞争的产业形态。封装材料在封装后器件的总体成本上一般比例不超过10％，但器件可靠性却和封装材料紧密相关。进口替代虽事关中国半导体产业链的自主与发展，但在具体商业层面，往往封装用户缺乏动力。新技术是新材料应用的助推器，但新技术被市场认可需要相当长期的培育和试错，对材料企业的研发投入甚至经营安全提出了巨大挑战。

（作者：冯亚凯 谭雨涵）