大功率的LED微集成模塊化技術趨勢深圳市深華龍科技實業(yè)

1、大功率的LED微集成模塊化技術趨勢 報告人:Sam Cen2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司HLOPTO 12009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司一、 LED國內外技術現狀基礎及發(fā)展趨勢已經成熟低功率LED(藍光和白光):1.核心的技術和專利幾乎壟斷在日本和美國的公司手中,中國臺灣的公司是通過授權使用.2.國內的行業(yè)來講,無論是國內企業(yè)還是中國臺灣的內地投資企業(yè),基本是來料或進料加工.3.國內在外延片,芯片和封裝基板(支架)原創(chuàng)稀少. HLOPTO 2 JP Dispute USA Dispute GE Dispute TW Dispute License CLLumi

2、LedsRohmToyota GoseiNichia中村修二SumitomoCreeOsramCitizenEverlight合作開發(fā)GaN發(fā)光元件藍光LED專利JP3012412侵權訴訟藍光LED專利JP2623466JP2666228JP2737053侵權訴訟藍光LED專利JP2560963 JP3027676JP2735057 JP2566207JP2748818 JP2778405JP2803742 JP2751963JP2770720 侵權訴訟藍光LED專利US6084899US6115399侵權訴訟藍光LED專利US6051849侵權訴訟藍光LED專利JP2918139JP2778

3、405侵權訴訟白光LED專利JP2927279侵權訴訟白光LED專利US6066861US6245259侵權訴訟代理Cree產品在日本銷售中村修二是Cree公司兼任研究員洩漏Nichia公司機密要求Nichia JP2628404專利所有權及20億日幣的分紅Nichia 敗訴需支付中村200億日幣授權白光LED專利授權白光LED專利授權白光LED專利相互授權和解相互授權和解相互授權Epistar和解撤銷告訴不起訴Dominate藍光LED專利TW0400658TW0451536侵權訴訟藍光LED160722號專利假處分和解和解Opto Tech授權藍光LEDLITEON成熟藍光白光LED的專利

4、,授權和爭議授權白光LED專利HLOPTO 32009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司一、 LED國內外技術現狀基礎及發(fā)展趨勢大功率LED基板新格局:Nichia公司的第三代LED采用CuW做襯底 美國Lamina Ceramics公司研制的低溫共燒陶瓷金屬基板 德國Curmilk公司研制的高導熱性覆銅陶瓷基板 日本Kyocera的AlN封裝基板 其它的硅封裝基板HLOPTO 42009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司一、 LED國內外技術現狀基礎及發(fā)展趨勢廠家方案材質優(yōu)勢劣勢NichiaCuw封裝熱阻低,發(fā)光功率和效率高成本高不利于規(guī)?；aLamina Ceramics低溫

5、共燒陶瓷金屬板導熱性能好,強度高,絕緣性強小體積和精細結構加工受限制Curmilk高導熱性覆銅陶瓷板導熱性能好,強度高,絕緣性強小體積和精細結構加工受限制KyoceraAlN導熱好,強度高,加工容易中間需有絕緣夾層,散熱受影響, 需要底部需要兩塊組合,成本高.N/ASi封裝基板較陶瓷基板有更好的熱傳導性,熱應力更小,穩(wěn)定性更高, 體積小更適宜于制作功能性組件和電路,適合大規(guī)模低成本生產。受機械強度不能夠做超薄的基板HLOPTO 52009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司AlN和Si材料特性比較分析表HLOPTO 62009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司一、 LED國內外技術現

6、狀基礎及發(fā)展趨勢 大功率LED封裝基板(或支架)目前還是剛剛起步階段還沒有有形成標準,各家的技術專利也都沒有成熟形成壟斷. 如上封裝基板在國內外,皆屬于國際先例，作為大功率LED的封裝材料和半導體集成是非常的理想的，具有十分好的市場前景。HLOPTO 72009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司 二、大功率的LED微集成模塊化技術趨勢HLOPTO 8 LED新型封裝關鍵材料（Package submount）相關設計、制程開發(fā)及生產制造，以封裝基板搭配 Chip設計，來開發(fā)更新一代高功率LED制程技術及完成產品的樣品制作，達到基本樣品成型。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司

7、 前期HLOPTO 9 繼續(xù)開發(fā) Chip(Wafer) Scale Package (CSP) for LED 制程技術及應用技術，簡化后段模塊封裝的不便，提升LED出光效能并發(fā)揮成本效益。期在封裝基板的基礎上發(fā)展晶圓級產品封裝及測試方法，進一步配合及協助高功率LED光源模塊及系統應用，解決散熱及光學設計問題，完成產品的樣品制作和試制品，達到中后期試產階段。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司 中期HLOPTO 10 提供微型化光機電整合組件與系統之整體解決方案（System On Chip；SOC）， 以半導體與微機電(MEMS)制程技術，將一些 sensors 或驅動 IC

8、整合在封裝基板上，達到創(chuàng)新產品價值、縮小體積、均一質量、降低成本并完成產品的樣品制作，達到規(guī)?；a階段。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司 后期HLOPTO 11 主要是以半導體制程和微機電精密構裝技術為基礎，并完成微組件及電路制作于一體的金屬封裝基板，為高效能光電整合組件和高密度集成電路產品提供體積更小、重量更輕、效能更高、具有快速散熱效能的微型光電整合組件。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司 LED微集成模塊化HLOPTO 121）取代金屬或PC做為原材料微結構及獨特的微機電制作工藝；2）基板微組件與電路制作一體化；3）高功率多晶粒一體封裝；4）晶圓等級的封裝

9、；5）與MCPCB結合的模塊化;2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司技術關鍵、技術難點HLOPTO 132009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司 四、 LED微集成模塊化技術 應用及產業(yè)化前景HLOPTO 14 1.可以解決照明用大功率LED 的瓶頸問題，加速LED在 人類生活照明中的應用和普及，促進國內整個行業(yè)的 發(fā)展. 2.為節(jié)能環(huán)保貢獻一份力量，而且能滿足國內甚至國 際市場上消費者對同類產品的高需求. 3.為高效能光電整合組件和高密度集成電路產品提供體積更小、重量更輕、效能更高、具有快速散熱效能的微型光電整合組件。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司意義:

10、革命性的前沿技術HLOPTO 152009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司1. 突破國外壟斷,爭取更多話語權2. 填補我國在此領域的空白，為我國LED微集成 模塊化領域開拓國際地位3.促進國內行業(yè)的發(fā)展，對地方和國內經濟起 到推動。4. 將在一定程度上強化深圳“高科技產業(yè)化”特 色的形象。5.加速高亮LED在照明領域的普及和應用，加 速國內外照明能源的節(jié)約和照明產品的環(huán)保。6.同時可以增加就業(yè)和出口創(chuàng)匯。突出的社會效益HLOPTO 162009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司基板封裝的SWOT分析Strength: -以半導體制程制作，尺寸控制 精準度高，可大量生產. -對不同

11、類型的LED，封裝、測 試方法都一致. -可以將一些sensors或驅動IC 整合在基板上.Weakness: -成本比Lead frame封裝方 式高，較不利于低功率LED 封裝. -與現有封裝線不完全相容初 步拓展封裝客戶較不容易.HLOPTO 172009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司基板封裝的SWOT分析Opportunity - 高功率LED應用逐漸成 熟，市場正處于快速成 長期。原有的低功率封裝 基板材料無法滿足熱傳導 的要求。 - 目前并無真正主流的封裝 方式，各種封裝方式都面 臨一些挑戰(zhàn)Threat - 新材料如氮化鋁或銅 基板的開發(fā) - 金屬基板的開發(fā)HLOPTO

12、18五、未來的發(fā)展機會與挑戰(zhàn) A.高功率白光（ R，G，B ）LED照明已由實驗性質跨入生活圈中: 白光LED可以分類成熒光粉LED和RGB LED二大類，以藍色LED Chip的發(fā)光來激發(fā) YAG熒光粉以及R、G、B三原色光的混光，都可以達成白色光的效果。因為白光LED的使 用進而創(chuàng)造出新造型與新效果的光源，進而照明的方式也得到改變，對于想提早使用白光 LED做為照明用的使用者而言，是相當具有吸引力的。 以封裝基板結合晶圓級封裝LED為高功率SMD LED產品的開發(fā)，這對于白光LED的應用來說，除一般照明用及特殊照明用燈外，其使用領域可以擴展到照相機的閃光燈、LCD-TV背光、汽車用的頭燈，

13、覛療用燈等等。所以隨著應用范圍的 日益廣泛，開發(fā)出適合不同領域的白光LED技術，就變得相當重要，也是大家所關心的發(fā) 展趨勢。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司HLOPTO 19B.提高光輸出功率是重要課題之一這些年來，白光LED的發(fā)光效率確實有所提升。以目前的制程與材料技術來看，白光 LED的基板材料已經朝向采用GaN材料，來代替藍寶石或SiC來做為芯片，期望藉此能夠 大幅度的提升內部量子效率；因為在材料特性的關系下，注入電子數相對應放出光子數的 外部量子效率，是由內部量子效率和光的輸出功率的韌積所決定，因此業(yè)界對于GaN基板 都抱有很大的期待。為了達到更高的光輸出效率，有多家業(yè)

14、者競相投入包括芯片(Chip)表面的構造研究例 如 晶 片 基 板 的 藍 寶 石 凹 凸 結 構 、 光 子 晶 體 構 造 的 設 計 ， 例 如 OSRAM OPTO Semiconductors所開發(fā)的ThinGaNLED，是在InGaN層上形成金屬膜和導電載子（Carrier）的藍寶石基板，利用金屬膜所產生的鏡面作用，激發(fā)出更多的光得以輸出，因此根據OSRAM的推估，利用這樣的方式下，LED芯片的輸出功率被提高到75%。根據LED照明推進協會（JLEDS）所規(guī)劃的發(fā)展里程(Road Map)，相當多的芯片 (Chip)業(yè)者依照這樣的期望，加速開發(fā)出高于藍圖規(guī)格的新一代白光LED芯片出

15、來。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司HLOPTO 20C. LED微集成模塊化實際應用的開發(fā)課題對于白光LED的開發(fā)課題來說，不僅是亮度的提高，包括均一性、演色性、長壽命化等多個方面的光質，也都是需要強化與努力的。在過去，模擬白光的LED由于無法解決顏色的問題，所以產業(yè)界不斷地開發(fā)出各式各樣的技術和材料；然而，在白光的這個領域中成為研發(fā)焦點的，并非只是提升LED芯片(Chip)本身的發(fā)光效能而已，而是包括模塊技術、封裝技術，以及熒光粉和封裝材料等等，才是真正要解決的重點問題。2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司HLOPTO 21附件： 2009年02月20日 深圳市深華龍科技實業(yè)公司HLOPTO 22 深圳市深華龍科技實業(yè)有限公司于2003年