2020-2025年LED照明市场需求分析课件.ppt

1、2020-2025年LED照明市场需求分析目录一、一、LEDLED市场背景市场背景二、二、LEDLED应用应用三、三、LEDLED介绍介绍四、四、DOWCORNINGDOWCORNING封装产品封装产品 一、LED市场背景LEDLED具有以下优点：具有以下优点：1 1 工作电压低（工作电压低（3-243-24V V ），比高压电源安全），比高压电源安全; ;2 2、耗电量小，发光效率高，、耗电量小，发光效率高，消耗能量较同光效的白消耗能量较同光效的白 炽灯减少炽灯减少80%80%，比荧光灯减少，比荧光灯减少50%50%; ;3 3、发光响应时间极短，、发光响应时间极短，纳秒级；白炽灯是毫秒级纳

2、秒级；白炽灯是毫秒级; ;4 4、稳定性：、稳定性：1010万小时，光衰为初始的万小时，光衰为初始的50%50%; ;5 5、光色纯、光色纯; ;6 6、结构牢固，抗冲击，耐振动、结构牢固，抗冲击，耐振动; ;7 7、环保，生产、回收过程无有害金属汞、环保，生产、回收过程无有害金属汞. . LED市场背景-现状 因为全球性的能源短缺和环境污染，而因为全球性的能源短缺和环境污染，而作为照明光源的作为照明光源的LEDLED具有高效、节能、环保具有高效、节能、环保的特点，世界各国政府和企业不惜重金投入的特点，世界各国政府和企业不惜重金投入LEDLED这个极具社会和经济效益的产业这个极具社会和经济效益

3、的产业。 美国启动了美国启动了“下一代照明计划下一代照明计划”、日本、日本有有“2121世纪照明计划世纪照明计划”、欧盟立项、欧盟立项“彩虹计彩虹计划划”、我国也启动了、我国也启动了“国家半导体照明工国家半导体照明工程程”，韩国、台湾等也有类似的计划。，韩国、台湾等也有类似的计划。 参与的企业：参与的企业：NICHIANICHIA、LUMILEDSLUMILEDS、GEGE、OSRAMOSRAM、PHILIPSPHILIPS、PANSONICSPANSONICS、SAMSUNGSAMSUNG、 LG LG LED市场背景-现状 2004 2004年全球年全球LEDLED产值为产值为3232亿美

4、元，亿美元，20082008年将增长到年将增长到5656亿美元，高亮度发光二极管市亿美元，高亮度发光二极管市场产值将由场产值将由1616亿美元增至亿美元增至26.426.4亿美元，而超亿美元，而超高亮度发光二极管市场将从高亮度发光二极管市场将从20062006年起快速成年起快速成长，并于长，并于20082008年占全球市场年占全球市场22%22%份额。份额。LEDLED产产值年增长率约值年增长率约35-45%35-45%。 国产红、绿、橙、黄的国产红、绿、橙、黄的LEDLED产量约占世界产量约占世界总量的总量的1212，全国全国LEDLED封装厂超过封装厂超过250250家，家，封封装能力超过

5、装能力超过250250亿只亿只/ /年，封装的配套能力也年，封装的配套能力也很强。主要集中在珠三角和长三角地区，此很强。主要集中在珠三角和长三角地区，此外还有南昌、大连、厦门等地区也形成了产外还有南昌、大连、厦门等地区也形成了产业链。业链。 LED市场背景-问题1、取光率、取光率: 外量子效率低，折射率物理屏障外量子效率低，折射率物理屏障 难以克服难以克服;2、散热困难、散热困难;3、光色均匀和光通高的封装工艺；、光色均匀和光通高的封装工艺；4、封装树脂、封装树脂: 高透过率，耐热，高热导率，高透过率，耐热，高热导率， 耐耐UV和日光辐射及抗潮的封装树脂和日光辐射及抗潮的封装树脂;5、涂敷荧光

6、粉胶工艺、涂敷荧光粉胶工艺: :目前滴胶工艺落后，目前滴胶工艺落后， 成品率低，一致性差，劳动强度大。成品率低，一致性差，劳动强度大。 LED市场背景市场背景-发展前景发展前景 技术指标技术指标LED2004LED2005LED2008LED2010LED2020白炽灯白炽灯荧光灯荧光灯发光效率发光效率 (Lm/w) 25451102005001685寿命（寿命（khr)5205080200110光通量光通量(Lm/lamp)251305001600500012003400输入功率输入功率（w)1358107540单灯成本单灯成本（￥（￥/lamp)325033288080809575每千流明

7、成每千流明成本（￥本（￥/klm)1280111030014020407.4目标市场目标市场低光通低光通量市场量市场如手电如手电筒、头筒、头灯灯白炽灯白炽灯市场市场荧光灯荧光灯市场市场所有照所有照明市场明市场1、所有、所有照明市照明市场场2、HID市场市场二、LED应用1 1、交通信号灯、交通信号灯 二、LED应用2 2、显示牌（指示牌、广告牌、大屏幕显示等）、显示牌（指示牌、广告牌、大屏幕显示等） 二、二、LED应用应用3 3、车灯、车灯 （包括前转向灯、后雾灯、倒车灯、制动尾（包括前转向灯、后雾灯、倒车灯、制动尾 灯、后转向灯、高位刹车灯。灯、后转向灯、高位刹车灯。 大众、通用、一汽丰田、

8、奇瑞、日产、起亚、大众、通用、一汽丰田、奇瑞、日产、起亚、AUDIAUDI、新款别克君威、新款别克君威、SANTANASANTANA） 二、LED应用4 4、 数码产品用闪光灯数码产品用闪光灯 二、LED应用5 5、 LCD背光源背光源 二、LED应用6、景观照明、景观照明 三、LED介绍-原理原理 LEDLED是英文是英文light emitting diodelight emitting diode（发光二极管）的缩写，发光二极管）的缩写，它的核心部分是由它的核心部分是由p p型半导体和型半导体和n n型半导体组成的晶片，在型半导体组成的晶片，在p p型半型半导体和导体和n n型半导体之间

9、有一个过渡层，称为型半导体之间有一个过渡层，称为p-np-n结。结。 在某些半导体材料的在某些半导体材料的PNPN结中，注入的少数载流子与多数载流结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。转换为光能。PNPN结加反向电压，少数载流子难以注入，不发光。结加反向电压，少数载流子难以注入，不发光。 P P型半导体型半导体P-NP-N图图 PNPN结结 N N型半导体型半导体 蓝宝石衬底蓝宝石衬底 .。三、LED介绍白光LED 白光白光LEDLED的实现方法的实现方法1 1、GaNGaN蓝

10、光芯片上涂上蓝光芯片上涂上YAGYAG荧光粉，芯片的蓝色光激发荧光粉发出荧光粉，芯片的蓝色光激发荧光粉发出540540nmnm560nm560nm的黄绿光，黄绿光与蓝色光合成白光。该方法制备的黄绿光，黄绿光与蓝色光合成白光。该方法制备相对简单，效率高，具有实用性。缺点是布胶量一致性较差、荧相对简单，效率高，具有实用性。缺点是布胶量一致性较差、荧光粉易沉淀导致出光面均匀性差、色调一致性不好；色温偏高；光粉易沉淀导致出光面均匀性差、色调一致性不好；色温偏高；显色性不够理想。显色性不够理想。 2 2、RGBRGB三基色多个芯片或多个器件发光混色成白光，或者用蓝三基色多个芯片或多个器件发光混色成白光，

11、或者用蓝+ +黄绿黄绿色双芯片补色产生白光。只要散热得法，该方法产生的白光较前色双芯片补色产生白光。只要散热得法，该方法产生的白光较前一种方法稳定，但驱动较复杂，另外还要考虑不同颜色芯片的不一种方法稳定，但驱动较复杂，另外还要考虑不同颜色芯片的不同光衰速度。同光衰速度。3 3、在紫外光芯片上涂、在紫外光芯片上涂RGBRGB荧光粉，利用紫光激发荧光粉产生三基色荧光粉，利用紫光激发荧光粉产生三基色光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和RGBRGB荧光粉效率较低，荧光粉效率较低，仍未达到实用阶段。仍未达到实用阶段。 三种技术均已实现产业化三种技术均已实现产业化,

12、 ,但但1 1、3 3是目前的主流是目前的主流。 三、LED介绍封装封装的目的封装的目的 1 1、防止湿气等外部侵入；、防止湿气等外部侵入； 2 2、以机械方式支持导线；、以机械方式支持导线； 3 3、有效地将内部产生的热排出；、有效地将内部产生的热排出； 白光白光LEDLED封装对树脂的要求封装对树脂的要求 1 1、高透光率、高透光率 2 2、耐热、耐热 3 3、高热导率、高热导率 4 4、耐、耐UVUV和日光辐射和日光辐射 5 5、抗潮、抗潮 6 6、低应力、低应力 7 7、低离子含量、低离子含量三、LED介绍封装形式1 1、引脚式封装（引脚式封装（LAMPLAMP） 三、LED介绍封装形

13、式1 1、引脚式封装引脚式封装 主要特点：主要特点： （1 1）热阻高，一般为）热阻高，一般为250-300250-300W W； （2 2）输入功率）输入功率0.10.1W W （3 3）芯片尺寸芯片尺寸 1x1mm2 （3 3）输入功率输入功率 1 W （4 4）高发光效率高发光效率60% （5 5）可靠性高，封装内部填充稳定的柔性硅胶，在）可靠性高，封装内部填充稳定的柔性硅胶，在-40-120-40-120 范围，不会因温度骤变产生的内应力，使金丝与引线框架范围，不会因温度骤变产生的内应力，使金丝与引线框架 断开，并防止环氧树脂透镜变黄，引线框架也不会因氧化断开，并防止环氧树脂透镜变黄，

14、引线框架也不会因氧化 而玷污而玷污 （6 6）另外，其输出光功率，外量子效率等性能优异，将）另外，其输出光功率，外量子效率等性能优异，将LEDLED固体固体 光源发展到一个新水平。光源发展到一个新水平。 三、LED介绍生产工艺芯片检验芯片检验扩扩 片片点胶点胶/ /备胶备胶手工刺片手工刺片手工刺片手工刺片/ /自动装架自动装架烧烧 结结压压 焊焊固固 化化封封 胶胶切筋切筋/ /划片划片测测 试试包包 装装三、LED介绍生产工艺1.1.芯片检验芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhilllockhill芯片芯片尺寸及电极大小是否符合

15、工艺要求尺寸及电极大小是否符合工艺要求 电极图案是否完整电极图案是否完整 2.2.扩片扩片 由于由于LEDLED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.10.1mmmm），），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是是LEDLED芯片的间距拉伸到约芯片的间距拉伸到约0.60.6mmmm。也可以采用手工扩张，但很容也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。易造成芯片掉落浪费等不良问题。 3. 3.点胶点胶 在在LEDLED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于支架的相应

16、位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAsGaAs、SiCSiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LEDLED芯片，采用绝缘胶来固定芯片，采用绝缘胶来固定芯片。）芯片。） 工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。细的工艺要求。 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。料、搅拌、使用

17、时间都是工艺上必须注意的事项。三、LED介绍生产工艺4.4.备胶备胶 和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LEDLED背面电极上，背面电极上，然后把背部带银胶的然后把背部带银胶的LEDLED安装在安装在LEDLED支架上。备胶的效率远高于点支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。 5.5.手工刺片手工刺片 将扩张后将扩张后LEDLED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LEDLED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED

18、LED芯片一个一个刺到芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。6.6.自动装架自动装架 自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在先在LEDLED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LEDLED芯片芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。 自动装架在工艺上主要要

19、熟悉设备操作编程，同时对设备的自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对防止对LEDLED芯片表面的损伤，特别是蓝芯片表面的损伤，特别是蓝、绿色芯片必须用胶木的。绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。三、LED介绍生产工艺7.7.烧结烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。批次性不良。 银胶烧结的温度一般控制在银胶烧结的温度一般控制

20、在150150，烧结时间，烧结时间2 2小时。小时。根据实际情况可以调整到根据实际情况可以调整到170170，1 1小时。绝缘胶一般小时。绝缘胶一般150150，1 1小小时。时。 银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2 2小时（或小时（或1 1小时）打开更小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。防止污染。8.8.压焊压焊 压焊的目的将电极引到压焊的目的将电极引到LEDLED芯片上，完成产品内外引线的连芯片上，完成产品内外引线的连接工作。接工作。 LEDLED的压焊工艺有金丝球

21、焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在焊的过程，先在LEDLED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。点前先烧个球，其余过程类似。 压焊是压焊是LEDLED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。三、LED介绍生产工艺9.9.封胶封胶

22、LEDLED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的氧和支架。（一般的LEDLED无法通过气密性试验）无法通过气密性试验） 9.1 9.1点胶：点胶： TOP-LED TOP-LED和和Side-LEDSide-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光很高（特别是白光LEDLED），），主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在

23、使用主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光过程中会变稠。白光LEDLED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 9.2 9.2灌胶封装灌胶封装 Lamp-LEDLamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LEDLED成型模腔内成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的注入液态环氧，然后插入压焊好的LEDLED支架，放入烘箱让环氧固化后，将支架，放入烘箱让环氧固化后，将LEDLED从模腔中脱出即成型。从模腔中脱出即成型。 9.3 9.3模压封装模压封装 将压焊好的将压焊好的LEDLED

24、支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个环氧顺着胶道进入各个LEDLED成型槽中并固化。成型槽中并固化。三、LED介绍生产工艺10.10.固化与后固化固化与后固化 固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135135，1 1小小时。模压封装一般在时。模压封装一般在150150，4 4分钟。分钟。 后固化是为了让环氧充分固化，同时对后固化是为了让环氧充分固化，

25、同时对LEDLED进行热老化。后进行热老化。后固化对于提高环氧与支架（固化对于提高环氧与支架（PCBPCB）的粘接强度非常重要。一般条的粘接强度非常重要。一般条件为件为120120，4 4小时。小时。11.11.切筋和划片切筋和划片 由于由于LEDLED在生产中是连在一起的（不是单个），在生产中是连在一起的（不是单个），LampLamp封装封装LEDLED采用切筋切断采用切筋切断LEDLED支架的连筋。支架的连筋。SMD-LEDSMD-LED则是在一片则是在一片PCBPCB板上，需板上，需要划片机来完成分离工作。要划片机来完成分离工作。12.12.测试测试 测试测试LEDLED的光电参数、检验

26、外形尺寸，同时根据客户要求对的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LEDLED产品进行分选。产品进行分选。13.13.包装包装 将成品进行计数包装。超高亮将成品进行计数包装。超高亮LEDLED需要防静电包装。需要防静电包装。四、Dowcorning 封装产品 1 1、单组分、单组分、LAMPLAMP应用应用 JCR 6101JCR 6101、JCR 6101UPJCR 6101UP 2 2、双组分、双组分、High-PowerHigh-Power应用应用 EG 6301EG 6301 (3800cps) (3800cps) 3 3、双组分、双组分、GELGEL型型 JCR 6110JCR

27、 6110、JCR 6646JCR 6646 4 4、高折射率产品高折射率产品 JCR 6175JCR 6175 （RI=1.53RI=1.53、5500cps)5500cps) 5 5、低粘度（不能掺荧光粉），低粘度（不能掺荧光粉）， High-PowerHigh-Power填缝隙用填缝隙用 JCR 6122 (400cps) JCR 6122 (400cps) 四、Dowcorning 封装产品其他产品 SE4485LSE44501-4173SE44101 partelastomerRTV1 partelastomerLTV1 partelastomerLTV2 partelastomer

28、LTV72h/25 0.5h/150 1.5h/100 1h/150WhiteGrayGrayGrayW/mW/m K K1.921.921.921.921.91.90.920.92Pa s1206158690959287mm/10NANANANAN/cm2249367640257 AdhesivePotting四、Dowcorning 封装产品 已经认证已经认证Dowcorning产品的企业产品的企业 国外公司：国外公司：NICHIA、LUMILEDS、SAMSUNG 国内公司：国联（台）、惠洲华岗（香港国内公司：国联（台）、惠洲华岗（香港COTCO）、）、厦门华联、佛山国星、深圳量子厦门华

29、联、佛山国星、深圳量子光电光电 四、Dowcorning 封装产品 优点（与优点（与EPOXYEPOXY比较）比较）1 1、掺荧光粉后在高温固化中不会沉降掺荧光粉后在高温固化中不会沉降 LEDLED无黄斑，无黄斑，光斑好光斑好2 2、透光率高（、透光率高（99%99%） 提高出光率提高出光率3 3、UVUV穿透率高（不吸收）穿透率高（不吸收） 耐老化，无黄变耐老化，无黄变4 4、低杨氏模量、低应力，包括机械应力和热应力、低杨氏模量、低应力，包括机械应力和热应力 保保 护金线，避免断裂护金线，避免断裂5 5、低吸湿性（、低吸湿性（0.2%0.2%：1.5%) 1.5%) 不腐蚀芯片不腐蚀芯片6

30、6、高纯度、低离子含量（、高纯度、低离子含量（NaNa+ +、K K+ + 2ppm, Cl 2ppm, Cl- - 5ppm) 5ppm) 不腐蚀芯片不腐蚀芯片7 7、温度范围宽、温度范围宽 热稳定热稳定 8、对对PPA的粘接性能好的粘接性能好 四、Dowcorning 封装产品 SiliconeEpoxyCure Temperature (C)150180Youngs Modulus (MPa) 11000-8000Thermal Resistance (C)Max 300 (short time)250Moisture Absorption (%)0.21.5Na/Cl Ionic Le

31、vel (ppm)2 / 510 / 30Relative Adhesion at high tempgoodfairSolvent-based FormulationNo needNo needCTE (ppm)250-33030-70四、Dowcorning 封装产品 1.E+051.E+061.E+071.E+081.E+091.E+10-100-50050100150200250Tem parature, deg CMudulus of Elasticity, PaSiliconeEpoxy杨氏模量杨氏模量温度曲线温度曲线四、Dowcorning 封装产品 SILICON 热稳定性曲线

32、热稳定性曲线02 04 06 08 01 0 01 2 002 0 04 0 06 0 08 0 0T em p er a tu r e, d eg CWeight Retention, %R a m p R a te : 1 0 d e g C /m in .G a s : A ir, 5 0 m l/m in .02 04 06 08 01 0 01 2 002 0 04 0 06 0 08 0 0T em p er a tu r e, d eg CWeight Retention, %R a m p R a te : 1 0 d e g C /m in .G a s : A ir, 5 0 m l/m in .四、Dowcorning 封装产品 JCR6122 (1mm thickness)020406080100200300400500600700800波长(nm)光透过率(%)UV (400nm) Blue(440-495nm)Any Question? Thanks for your attention !