产实习报；单位：五邑大学应用物理与材料学院；专业：应用物理学指导老师：*****撰写人：阿光；撰写时间：日；生告；一．实习目的；通过生产实习，了解本专业的生产过程，巩固所学专业；二．实习时间；日~日；三．实习单位；江门市长利光电技术有限公司、吉华精密光电有限公司；四．实习内容；1．LED封装产业发展产
单位：五邑大学应用物理与材料学院
专业：应用物理学
指导老师：*****
阿光 撰写时间：日
一．实习目的 通过生产实习，了解本专业的生产过程，巩固所学专业知识。了解LED封装产业的发展现状；熟悉LED封装和数码管制作的整个流程；掌握LED封装流程中的各种方法及其存在问题；尝试找出更佳的方法提高公司的产品率。 二．实习时间 日 ~ 日 三．实习单位 江门市长利光电技术有限公司、吉华精密光电有限公司 四．实习内容 1．LED封装产业发展产业现状网上调研
LED光电产业是一个新兴的朝阳产业，具有节能、环保的特点符合我们国家的能源、减碳战略，从而获得更多的产业和市场需求，成为一道亮丽的产业发展风景。 LED产业链总体分为上、中、下游，分别是LED外延芯片、LED封装及LED应用。作为LED产业链中承上启下的LED封装产业，在整个产业链中起得无可比拟的重要作用。另外中国是LED封装大国，据估计全世界80%数量的LED器件封装集中在中国。下面我们从八方面来论述我国LED封装产业的现状与未来：
1.1 LED的封装产品
LED封装产品大致分为直插式、贴片式、大功率三大类，三大类产品中有不同尺寸、不同形状、不同颜色等各类产品。
1.2 LED封装产能
中国已逐渐成为世界LED封装器件的制造中心，其中包括台资、港资、美资等企业在中国的制造基地。 据估算，中国的封装产能占全世界封装产能的60%，并且随着LED产业的聚集度在中国的增加。此比例还在上升。大陆LED封装企业的封装产能扩充较快，随着更多资本进入大陆封装产业，LED封装产能将会快速扩张。
LED封装生产及测试设备
LED封装主要生产设备有自动固晶机、自动焊线机、自动封胶机、自动分光分色机、动点胶机、自动贴带机等；LED主要测试设备有IS标准仪、光电综合测试仪、TG测试 测试仪、积分球留名测试仪、荧光粉测试仪、冷热冲击箱、高温箱等。 中国在封装设备硬件上，由于购买了最新型和最先进的封胶设备，拥有后发优势，具备先进封装技术和工艺发展的基础。
LED封装器件的性能在50%程度上取决于芯片，50%取决于封装工艺和辅助材料。 目前中国大陆的LED芯片企业约有十家左右，起步较晚，规模不够大，最大LED芯片企业年产值约3个亿人民币，每家平均产能在1至2个亿。
国内中小尺寸芯片已能基本满足国内封装企业的需求，大尺寸还需要进口，主要来自美国、台湾企业。 国产品牌的中小尺寸芯片性能与国外品牌差距较小，具有良好的性价比，能满足绝大部分LED应用企业的需求。 国产大尺寸瓦级芯片还需努力，以满足未来照明市场的巨大需求。 随着资本市场对上游芯片企业的介入，预计未来三年我国LED芯片企业将有较大的发展，将有力地促进LED封装产业总体水平的提高。
LED封装辅助材料
LED封装辅助材料主要有支架、胶水、模条、金线、透镜等。 目前中国大陆的封装辅助材料供应链已较完善，大部分材料已能在大陆生产供应。 高性能的环氧树脂和硅胶以进口居多，这两类材料主要要求耐高温。耐紫外线、优异折射率及良好的膨胀系数等。 随着全球一体化的进程，中国LED封装企业已能应用到世界上最新和最好的封装辅助材料。
LED封装设计
直插式LED的设计已相对成熟，目前主要在衰减、光学配比。失效率等方面可进一步上台阶。贴片式LED的设计尤其是顶部发光的SMD在不断发展之中，封装支架尺寸、封装结构设计、材料选择、光学设计、散热设计等不断创新，具有广阔的技术潜力。 功率型LED的设计则是一片新天地。功率型大尺寸芯片制造还处于发展阶段，使得功率型LED的结构、光学、材料、参数设计也处于发展之中，不断有新型的设计出现。
目前中国的LED封装设计水平还与国外行业巨头有一定的差距，这也与中国LED行业缺乏规模龙头企业有关，缺乏有组织、有计划的规模性的研发设计投入。
LED封装工艺
LED封装工艺包括固晶参数工艺、焊线参数工艺、封胶参数工艺、烘烤参数工艺、分光分色工艺等 。我国LED封装企业这几年快速发展，LED封装工艺已经上升到一个较好的水平，不过我国大功率封装工艺水平还有待进一步完善。
LED封装器件的性能
小芯片的亮度已与国外最高亮度产品接近；在光衰方面我国LED封装工艺经过多年的发展和积累，已有较好的基础，在光衰的控制上已与国外一些产品匹敌；失效率与芯片质量、封装辅助材料、生产工艺、设计水平和管理水平相关，中国封装企业的LED失效率整体水平有待提高，不过也有少量中国优秀封装企业的失效率已达到世界水平。LED的光效90% 3 取决于芯片的发光效率。中国LED封装企业对封装环节的光效提高技术也有大量研究。如果中国在大尺寸瓦级芯片的研发生产上取得突破及量产，将会极大促进功率型封装器件光效的提高。
2.直插式LED封装工艺基本流程
在固晶前我们首先要确定我们加工的这批产品是L型（垂直型）还是V型（水平型） 封装，因为如果我们选择L型封装那么我们就要对应选择能够导电的银胶，相反我们选择V型封装就要选择绝缘胶。除此之外我们要根据客户的要求，这一批产品是聚光还是散光，不同要求我们就要选取不同的支架。当确定芯片、胶水和支架时，那么我们就可以开始固晶了。以下以聚光、垂直型封装为例，首先是往支架的聚光杯里面注入适量的 银胶，然后再往里面放进芯片，这一道工序的最后一步是烘烤。
就我个人认为这一到工艺最重要的有三步，如果不做好一定会影响LED光效率。 其一，注入银胶量的多少。采用银胶的目的是粘著芯片和支架，还有就是利用银胶导电性。胶量最好控制在芯片高度的2/3~1/2，如果胶量过多(超过芯片高度1/2)，会造成PN结短路，最终而无法正常发光，还有银片间的结合层阻值还会增大。另外银胶量少或者缺胶，那就无法起到粘着芯片的作用。 其二，芯片放置的位置及放置时的力度。在固晶中我们最理想的状态是把芯片放置在聚光杯的正中央，这样方便我们更好的采光，如果我们把芯片的位置放偏了，一方面在下一步自动焊线机中有可能找不到芯片的电机进行焊接，最后会造成死灯。另外就算焊接好了，那么聚光杯无法最大化的采集光线，光效率大减折扣。出现不良品的原因有：芯片悬浮在银胶上、芯片倾斜超过5°（焊线就找不到位置）、晶粒表面破损1/4、晶粒翻转和芯片表面粘胶。
其三，烘烤温度及时间的控制。温度过低我们就无法使银胶固化，芯片与支架粘附 不好，芯片可能会脱离。另外温度过高，产生应力大，体积电阻也相应发生变化。进一步影响焊线工艺。
完成固晶这一步工序之后，接下来我们就要进行焊线工作。焊线的目的是在压力、 热量和超声波能量的共同作用下，使金线在芯片电极和外引线键合区之间形成良好的欧姆接触，完成内外引线的连接。 2.2.1 技术要求 a．金丝与芯片电极、引线框架键合区间的连接牢固 b．金丝拉力的测试。第一焊点金丝拉力以最高点测试，从焊丝的最高点垂直引线框架表面在显微镜观察下向上拉，测试拉力。如果我们抽取的样品拉力不够，就要改变金线弧度，长度等参数，否则下一道工艺灌胶会把金线拉断，造成死灯现象。因此这是LED焊线工序参考是否合格的一个参数。 c．焊点的要求。第一焊点是金球与芯片电极的键合，如果没有选择好正确的参数，那么我们就会造成偏焊，虚焊。偏焊和虚焊都会影响电气连接，会出现漏电的现象，影响LED的发光及其寿命。第二焊点要增大表面积牢固的把它焊在支架的另一边上。 d．焊线的要求。焊线的检测也作为焊线工序合格的一个参数。合格的焊线要求各条金丝键合拱丝高度合适，无塌丝，无多余焊丝。焊丝的弧度不对，就会有可能造成阴阳极接触，出 4 现短路现象。焊线多余除开会出现短路现象，还会出现漏电，影响LED正常发光 及寿命。 2.2.2 工艺参数的要求 由于不同机台的参数设置都不一样，所以就没有对参数进行统一。在这过程中主要的参数有键合温度、第一第二焊点的焊接时间、焊接压力、焊接功率、拱丝高度、烧球电流、丝尾长度等等。焊接时间影响它的牢固性，焊接压力和功率过大会损坏芯片，高度不当会造成短路，烧球电流过小满足不了焊点要求。要做好焊线这一步工序就要严格控制，哪一步也不能麻烦，否则会影响产品质量。 2.2.3
注意事项 a.不得用手直接接触支架上的芯片以及键合区域。 b.操作人员需要佩戴静电手环，穿防静电工作服，避免静电对芯片造成伤害。 c.材料在搬运过程中须小心轻放，避免静电的产生及碰撞，需防倒丝、塌丝、断线及粘 附杂物。 2.2.4 问题讨论：为什么要金线焊接，铜线可不可以？ 丝球焊广泛采用金引线，金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点，广泛应用于集成电铝丝由于存在形球非常困难等问题，只能采用楔键合，主要应用在功率器件、微波器件和光电器件。但是金的价格昂贵，成本较高。很多研究结果表明铜是金的最佳代替品。铜丝球焊具有很多优势： a.价格优势：成本只有金丝的1/3~1/10。 b.电学性能和热学性能：铜的导电率比金的导电率大，铜的热导率也高于金。 c.机械性能：铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合。 d.焊点金属间化合物：对于金引线键合到铝金属化焊盘，会出现“紫斑”和“白斑”问题，并且因金和铝两种元素的扩散速率不同，导致界面处形成柯肯德尔孔洞及裂纹。降低了焊点力学性能和电学性能，对于铜引线键合到铝金属化焊盘，研究较少，不过有些 人认为较好。因此，铜丝球焊焊点的可靠性药高于金丝球焊焊点。
但是目前铜丝球焊所占引线键合的比例依然很少，主要是因此铜丝球焊技术面临着一些难点： (1) 铜容易被氧化，键合工艺不稳定； (2) 铜的硬度、屈服强度等物理参数高于金和铝。键合时需要施加更大的超声能量和键合压力，因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏。
点荧光粉是针对白光LED，主要步骤是点胶和烘烤。 根据查资料，目前所有荧光粉有两种，其中一个是“蓝色芯片+YAG”，另一种是“紫色或紫外+RGB荧光粉”，不过现在市场上用的主要是前者荧光粉，后者还不成熟存在较多要解决的问题。就YAG为例说明LED荧光粉的配比问题。改变树脂内YAG荧光体浓度之后，LED色区坐标的结果，由图可知只要色坐标是在LED与YAG荧光体两色坐标形成的直线范围内，就可任意调整色调，依此可知YAG荧光体浓度较低时，蓝色穿透光的比率较多，整体就会呈蓝色基调白光；相对的如果YAG荧光体浓度较高时，***转换光的比率较多，整体呈***基调白水。
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LED封装领域的未来将会又是一场价格战？
[导读]在今年的光亚展，COB产品大行其道，更是成为大功率系列产品的宠儿。不管是国际巨头，还是国内封装企业，都纷纷扩大COB产品线，致力于高品质、高效率、高性价比的COB产品的改进，如AC-COB、倒装COB等，并且客制化服务和解决方案成为中上游大厂的销售策略。
　　整体来看，近两年内市场规模仍在增长，但是增速却在持续下降，增收不增利成封装企业无可避免的魔咒，但在前段时间闭幕的2015上，他们展现出来的朝气无不显现出企业对市场的信心。记者在展会期间对芯片封装品牌展馆内展示的产品进行细细的观察，以及通过与企业的交流，了解目前封装领域的现状，洞悉未来封装行业的发展趋势及竞争格局变化。
　　四大未来主流封装技术板块显现
　　COB成封装主流趋势日渐明显
　　COB一直被业界所看好，因为它带来的光品质提升效果是目前市场上单个大功率器件无法匹敌的。从某种意义上来说，COB产品跑赢了Haitz定律。
　　在今年的光亚展，COB产品大行其道，更是成为大功率系列产品的宠儿。不管是国际巨头，还是国内封装企业，都纷纷扩大COB产品线，致力于高品质、高效率、高性价比的COB产品的改进，如AC-COB、倒装COB等，并且客制化服务和成为中上游大厂的销售策略。
　　国际巨头三星率先在业内展出了极小出光面COB，此外国际巨头Lumileds、首尔半导体、普瑞光电展出了一系列高性能的COBLEDs产品;国内企业、隆达、瑞丰、鸿利、易美芯光则以LED成品灯的案例展示COB效果。
　　COB在商照领域的明显优势使之成为目前定向照明主流解决方案，未来或将成为封装领域的中流砥柱。
　　AC LED盛行 封装做?
　　展会期间朋友圈便流传：&封装企业不再主推封装，反而是&跨界&做AC模块，做集成类光源&。的确，在本次展会，SMD+IC、AC-COB已成为各大封装企业的主推产品，国内封装企业尤为突出。光源模块带IC集成的分小功率器件和单颗COB器件，可按市场需求对应运用。
　　光源模块组件产品、IC集成产品的大力推广，证明系统集成、模组化、模块化成为封装领域的其中一个发展方向。&未来 AC LED (高压LED)照明市场越来越大，ACRICH 3代产品已经改善 AC LED 本身的光频闪问题，而且可以实现功能。&首尔半导体率先在AC LED产品上做了改进。
　　CSP成本下降空间潜力大
　　CSP在推出之初备受争议，随着技术难点的逐步突破及成本的不断下降，CSP(ChScalePackage，芯片级封装)逐渐得到企业的青睐，也成为此次展会的焦点产品之一。不过其价格相对于照明领域产品仍在较高价位，并且很多企业并未能实现量产，但其应用于LED背光领域、手机闪光灯的市场一直在增长。
　　虽然当前的CSP技术面临着光效低、焊接困难、光色一致性等问题，但其发光面小、高光密度、颜色均匀、体积小增加应用端灵活性、成本下降空间潜力大等特点无一不预示CSP技术将会是LED封装未来发展趋势。&这种结构也有一定的市场，今年的倒装会占5%，且这个趋势会越来越快，一定是将来发展的方向，但是到哪一年会跟正装持平还是很难讲。&鸿利光电受访人表示。
　　&目前CSP的发展暂时没有一个，大家的尺寸不像中功率、5630，大家都采用同样的标准，若形成一个标准，它的推广将会加速。照明要使用CSP可能还需要一些时间，或需开发更小尺寸的CSP。&易美芯光受访人如是说。
　　UV LED等特殊领域迅速崛起
　　由于领域的低价竞争愈发恶劣，具有高利润、宽阔市场发展空间的特殊照明领域成为各企业开发的新蓝海，从2015光亚展可看出，各封装厂商积极布局包括UV / IR LED以及特殊照明技术与应用，虽然所占比例并不高，但已被纳入观望和涉足范围，它的发展备受关注。
　　根据数据统计，2014年整体UV(紫外线)市场规模达到 8.15 亿美金，其中UV LED产值为 1.22亿美金，占整体UV市场比率达15%。UV LED与传统汞灯相比，具有省电节能、热损失较少、寿命长、以及固化波长较集中的特点，广受市场青睐，它正逐步取代传统紫外光源，进入二次替换市场，
　　除了紫外LED，汽车照明、医疗照明、植物照明等也是企业关注的细分市场之一。植物照明主要还是以蓝光和红光为主，它与深紫外LED一样，都需要规模化应用才能进一步挖掘市场先机;目前LED前大灯和转向灯这两部分已成为高端汽车的宣传亮点，其中晶瑞光电已抢占先机与多家汽车照明企业合作，汽车的所有灯具显示已经模组化。
　　特殊照明领域的高利润虽然吸引，但是其对于企业的技术要求也是极高，想深耕并不容易。
　　国内外差距日渐缩小
　　另外，通过对比国内外封装企业的展示产品，国内企业的发展更为瞩目，佛山照明灯具协会秘书长张华曾表示，&在封装、应用这一块，我们国内产品的技术跟国际企业应该是同步的，或者是超前的。&国内封装光源在光效、光品质方面已经几乎接近国际大厂，且在产品性价更有优势。
　　作为国际封装巨头的首尔半导体也表示目前台湾、中国的封装企业在市场上的发挥非常好。&他们无论是产品质量方面，价格方面已经具备可以面对国际厂商的竞争力。这样的竞争局势同时导致整个封装产品的价格下滑。如封装企业要在市场上生存下来，要依靠企业本身的实力、独特的核心技术及，在产品技术、生产工艺上的改革跨过危机。&
　　易美芯光受访人则是从CSP技术这一点进行对比，&在CSP方面，国际巨头Lumileds走在前列，应用于手机闪光灯的CSP在一年前已实现量产，三星已经推出第二代CSP技术。一批国内封装企业如目前也陆续进入量产阶段，在技术工艺、产品可靠性方面更具优势。
　　探析未来封装领域发展趋势
　　未来封装产品侧重性价比之争
　　从此次光亚展观察所得，受市场需求驱使，总体上高品质、高显指的封装光源依然是企业开发的重点。另一方面封装毛利率的快速下滑，也让性价比、可靠性日渐成为产品优化的另一侧重点。鸿利光电表示，&技术的核心在短时间会有改变，封装企业既要保留主流的产品又要进行技术的开发及储备，未来最有优势的产品将是具备最优性价比及高可靠性的产品。&
　　&大量生产的标准化产品需要稳定的质量及性价比才能被采用，需要稳定的开发，生产体系才能生存下来。&隆达电子如是说。
　　&未来LED照明的普及主要还是来自于替换性为主的和商业照明，往普及性照明方向走，对LED封装产品提出了更高要求。最主要的是成本控制，没有成本的控制，就没办法把照明产业做大。&定位于高端照明光电同样强调产品的性价比。
　　2015年在灯管，球泡，筒灯，吸顶灯等室内产品中应用的中功率LED(，2835)等封装仍保持市场主流地位，占整体封装比重预计达52%。中功率逐渐成为主流封装方式，未来封装领域，SMD、COB、CSP将三足鼎立。
　　隆达电子进而分析道，&以上三足分别针对不同的应用，COB主要用于商业照明的筒灯上;CSP主要应用于路灯、High bay等高照度需求的大功率照明灯具;SMD则还是走量的市场，如球泡、灯管这些大份额的民用光源产品。&
　　除上述三种主流封装趋势，集成封装式光模块也将成为企业开发的重点。易美芯光表示小模组、集成封装式光模块或光引擎是公司发展的其一方向，&实际上，企业未来的发展走向就是芯片和应用端两面之间都应该涉足，把封装和散热、基板还有驱动集成到一起，充分发挥LED的优势，为下游灯具客户带来极大的方便。我相信由封装公司提供整体的解决方案也正是灯具客户群所希望的。&
　　在技术层面，目前的LED封装更多是集中在芯片结构、封装材料等方面去提高光效。欧司朗吴森在一会议上表示，市面上LED封装材料和封装形式大致有一个趋势，中小功率的产品会用PPA或者PCT的封装;中大功率级别的产品，已大量采用EMC封装，这也是这两年比较流行的技术，未来也不排除EMC往20W以上集成芯片封装的可能性;加上传统的陶瓷封装大功率LED，以及近年来发展迅速的是COB封装，这就基本上构成了照明市场上LED主流的封装方式。
　　封装企业格局将如何变化?
　　对于未来的封装行业的格局，大者恒大、产业集中化程度加剧已成企业共识，在通向产业最终成型的竞争格局过程，企业更是用尽浑身解数。
　　目前几家国际照明大厂商引导整个最终消费市场，未来可能不会有很大的变化。价格战快将结束，估计未来10年很多封装企业会面临很大危机，需要不断的创新革新。
　　&&首尔半导体
　　封装行业在未来三年左右就会稳定下来，恶性竞争将淡化，没有核心竞争力的企业将提早退出市场。
　　&&瑞丰光电
　　LED照明与主流的半导体行业的发展轨迹基本一致，走到最终就是标准化的产品，进入这一阶段，市场上主流的企业就可能只剩余几家，产业集中度加深。
　　&&鸿利光电
　　目前国内共有2000余家LED封装企业，2015年的封装市场也将保持稳定增长。行业竞争愈发激烈，毛利率趋势整体向下，特别是照明LED领域，但总量上升，2015年盈利能力乐观。
　　&&亿光照明
　　面对未来的市场竞争格局，我认为应该分成三步走：一个是规模化，以并购整合进行扩产，或完善供应链;二是国际化，建立并维护自身的品牌，走上国际化的平台;三是专利化，开发一些技术亮点，不断地申请核心专利，或与国际大咖进行战略合作，在未来的专利诉讼做到可攻可防。
　　&&易美芯光
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编辑：黄嘉锐
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