近年来，受新技术、新材料、新工艺的快速驱动，LED封装市场格局发生了巨大的变化。为了适应器件不断小型化的发展趋势，LED封装形式持续走向高度集成化，EMC LED封装在此背景下不断发展壮大，成为2016年封装市场的一股新势力。

　　如今，这股新势力正在崛起。主打中功率的EMC封装规模不断壮大，台系封装企业和国内LED厂商积极扩增EMC产能，并提升性能向高功率市场进发。目前，EMC封装一方面要与陶瓷封装抢夺市场，另一方面还要应对PCT的突袭。

　　EMC向大尺寸拓展，逐步走向户外市场

　　大陆照明厂在积极转入LED照明之初，为减少LED单颗使用量，以降低出货之后的维修成本，而转向采用高功率、高亮度LED，但1W以上散热佳的陶瓷LED几乎被欧美大厂包揽，其价格对大陆照明厂而言偏高。

　　因此大陆照明厂不断寻找替代材料，EMC作为封装支架的技术成了提高性价比的绝佳选择。欧司朗光电半导体固态照明高级市场经理吴森表示，近两年照明市场上封装形式发展趋势是：中小功率的产品会用PPA或者PCT封装;中大功率级别的产品已大量采用EMC封装;加上传统的陶瓷封装大功率LED，以及COB封装。

　　EMC在中高功率产品上的应用，让LED产品能更好的实现小尺寸高功率。因为从功率上来看，EMC具有成熟的贴片工艺;从结构上来看，EMC封装完整性更好，通过透镜二次光学更容易配光。

　　近年来EMC封装在室内照明上得到大幅度发展，尤其是以3030为代表的中大功率产品性价比突出。前两年斯迈得、天电光电、鸿利智汇、瑞丰光电、立洋股份等封装企业都推出了EMC3030的主力型号。

　　如今，EMC的产品也不断向大尺寸拓展，应用范围也从中功率逐渐扩展至更高功率范围。目前市场上EMC除了3030，主要还有5050、7070等几种型号。

　　深圳斯迈得光电子有限公司营销总监张路华介绍：“目前，斯迈得的EMC产品在20w以内已经实现了全功率覆盖，EMC 5050光效可达160lm/w，可替换3-7w COB产品，能节省30%左右的光源成本。”

　　作为国内最早进入EMC封装市场的企业，目前天电光电已将EMC做到5050、7070、1A1A甚至更大尺寸，用来取代低瓦数的COB产品，而且价格实惠。天电光电在今年广州国际照明展上，也将EMC产品做到了25W，同时带来全新的HD EMC产品，以取代传统3000cm以下的COB，主要针对高端的家居和商业照明市场。

　　由于材料和结构的优势，EMC产品具有高耐热性、抗UV、高度集成、承受大电流、体积小等显著优点。其中，抗UV性能的大幅提升，使得EMC产品应用领域从高端商照扩张到户外照明。近些年，EMC普遍应用在户外以及替代传统大功率产品中，成为中高端贴片市场的重要成员，尤其在工矿灯、路灯、投光灯等户外照明中和高端背光领域。

　　福建天电光电有限公司产品开发经理敬奕程表示，EMC封装立足于室内应用，正逐步走向户外市场。飞利浦在三年前推出了天狼星模组，代表着EMC封装产品正式进军路灯市场。市场经过三年的发酵，产品性能相对已较稳定，目前已有较多厂商实现了量产化，极大地降低了户外照明成本及项目初始投资。

　　与PCT相比，EMC价值链不成熟

　　在市场方面，EMC封装产品主要集中在中功率，向下可以将功率做到0.2～0.5W，往高功率方向，可逐步应用到路灯、工矿灯等户外领域，之前这都是陶瓷封装LED的市场。然而，在EMC奋力狙击陶瓷LED市场的时候，PCT支架材料经过厂商改良后，驱动功率由过去的0.8W拉升至1～1.2W，除了一举拉开与PPA支架的距离，切进原先EMC产品中0.7～1.2W的市场。

　　业内人士表示，EMC LED在2014年占器件份额大概是10%，2015年已经涨到20%，但相比以PCT为材质的SMD 2835的量还是少了很多。如今，SMD 2835获得大部分中小功率市场，主要是因为其性价比高。

　　在中小功率的应用中，PCT比EMC性价比高，在于其价值链优化，因为PCT是在PPA的基础上做了一个提升。PCT可以完全利用PPA成熟的价值链关系，如供应商、企业自身、相关协力配套，以及下游客户。

　　就PPA和PCT而言，都是热塑性材料，用挤出注塑料机，也就是它们使用支架成型机台一样。换而言之，从PPA转入PCT，封装厂家在设备上没有太多投入。而EMC由于材料和工序不同，从模压机，去溢料、切割的设备，分光检测机都需要重新购入，这需要一笔不菲的费用，也阻挡了大部分封装厂进入EMC LED封装领域。

　　与PCT相比，EMC价值链不成熟除了体现在设备需要投入之外，还集中体现在产品的价格上。华普永明负责人表示，在性能和光效上，EMC确实要比PCT、PPA要好，但是在价格上，EMC支架比PCT要贵出好几倍，最后落实到成品至少也要贵10%，未来还是希望成本有所降低。

　　未来，随着技术、材料性能及制备工艺趋向成熟，EMC封装产品在终端市场的普及速度将进一步提升。现阶段，EMC封装厂家要努力降低其系统成本，通过提升技术、改良工艺等方式优化产业链。如：利用同样的工艺体系，天电用黑色EMC做超小的1010灯珠，用在高密度、高对比度显示屏上，可靠性可以达到MSL1等级。

　　支架材料受限，成本有待优化

　　与其它光源相比，EMC产品具有高性价比、高可靠性和自由组合的应用优势，但应用市场份额却增长缓慢，主要是其成本太高所致。

　　其实，EMC封装主要的挑战还是在支架生产上，因为其支架高度集成化，生产难度比一般普通的支架高。目前，国内能够掌握EMC支架生产技术的企业并不多，大部分国内封装厂都是买EMC支架封装，只有天电光电和斯迈得等少数企业自己生产EMC支架。

　　张路华表示：“斯迈得通过自主开发的提升支架气密性技术，实现EMC系列支架的规模化生产，目前是市面上首批批量供应EMC系列产品的封装厂家，产品可全面替代同等规格的进口产品。”

　　在EMC支架成本中，材料占到支架成本的20%-30%。配合使用的金属框架需要使用到蚀刻工艺，约占支架成本的60%。其中，PPA/PCT全部用的是冲压铜片，而EMC大部分用的是蚀刻镀银铜片，蚀刻工艺成本是冲压工艺的3～5倍。

　　材料的价格也使得EMC的成本居高不下。EMC是环氧塑封料(Epoxy Molding Compound)的简称，在半导体封装已经应用了二三十年，非常成熟。但在半导体封装用的EMC是黑色的，而应用在LED上考虑到光、反射率、变黄、光衰等问题做成白色的，选用一种新的特殊的耐热、耐光衰的环氧原材料。

　　作为全新的塑胶材料，EMC封装材料目前只掌握在日立及少数几家技术实力雄厚的国际材料大厂手中。日立化工率先实现了EMC LED封装材料的商业化应用，拥有EMC材料及封装专利，导致售价高而无法短期内取得技术和市场突破。如今，已实现量产的日立EMC材料价格约为PA9T TA112塑胶的6～9倍。

　　白色EMC比黑色EMC贵很多的原因，除了原材料选取的特殊性外，市场需求量是更重要的原因。半导体封装黑色EMC全球一年的需求量是在130000吨左右，LED用的白色EMC需求量少两个数量级。

　　显然，EMC实现量产，支架价格对其影响很大。由于热固性材料无法回收利用，对EMC支架价格也有很大的影响。同时，EMC的结构形式以及制造良品率都会影响到支架的成本。另外，目前EMC支架整体成本和精度都有待提升，核心技术仍然集中在日本和台湾企业手中。

　　目前，成本仍是阻挡EMC封装产品大规模生产和应用的最大障碍。随着成本的进一步优化，EMC市场化进程加速，将从替换家居照明和商业照明，转入专业照明舞台。下一步，EMC封装厂家还需加强品牌塑造和提升价值。

led封装

LED（发光二极管）封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光。所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。

一般来说，封装的功能在于提供芯片足够的保护，防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效，以提高芯片的稳定性;对于LED封装，还需要具有良好光取出效率和良好的散热性，好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境，进而提升LED的寿命。

封装是白光 LED制备的关键环节：半导体材料的发光机理决定了单一的LED芯片无法发出连续光谱的白光，因此工艺上必须混合两种以上互补色的光而形成白光，目前实现白光LED的方法主要有三种：蓝光LED+YAG黄色荧光粉，RGB三色LED，紫外LED+多色荧光粉，而白光LED的实现都是在封装环节。良好的工艺精度控制以及好的材料、设备是白光LED器件一致性的保证。

国内LED封装行业当前发展已较为成熟，形成了完整的LED封装产业链。在区域分布上，珠三角地区是中国大陆LED封装企业最集中，封装产业规模最大的地区，企业数量超过了全国的2/3，占全国企业总量的68%，除上游LED外延芯片领域稍微欠缺外，汇聚了众多的封装物料与封装设备生产商与代理商，配套最为完善。其次是长三角地区，企业数量占全国的17%左右，其他区域共占15%的比例。

技术介绍

1、扩晶，把排列的密密麻麻的晶片弄开一点便于固晶。

2、固晶，在支架底部点上导电/不导电的胶水(导电与否视晶片是上下型PN结还是左右型PN结而定）然后把晶片放入支架里面。

3、短烤，让胶水固化焊线时晶片不移动。

4、焊线，用金线把晶片和支架导通。

5、前测，初步测试能不能亮。

6、灌胶，用胶水把芯片和支架包裹起来。

7、长烤，让胶水固化。

8、后测，测试能亮与否以及电性参数是否达标。

9、分光分色，把颜色和电压大致上一致的产品分出来。

10、包装。

十大技术趋势

1、中功率成为主流封装方式。市场上的产品多为大功率LED产品或是小功率LED产品，它们虽各有优点，但也有着无法克服的缺陷。而结合两者优点的中功率LED产品应运而生，成为主流封装方式。

2、新材料在封装中的应用。由于耐高温、抗紫外以及低吸水率等更高更好的环境耐受性，热固型材料EMC、热塑性PCT、改性PPA以及类陶瓷塑料等材料将会被广泛应用。

3、芯片超电流密度应用。今后芯片超电流密度，将由350MA/mm2发展为700MA/mm2，甚至更高。而芯片需求电压将会更低，更平滑的VI曲线(发热量低)，以及ESD与VF兼顾。

4、COB应用的普及。凭借低热阻、光型好、免焊接以及成本低廉等优势，COM应用在今后将会得到广泛普及。

5、更高光品质的需求。

6、国际国内标准进一步完善。

7、集成封装式光引擎成为封装价值观。

8、去电源方案(高压LED)。今后室内照明将更关注品质，而在成本因素驱动下，去电源方案逐步会成为可接受的产品，而高压LED充分迎合了去电源方案，但其需要解决的是芯片可靠性需要加强。

9、适用于情景照明的多色LED光源。情景照明将是LED照明的核心竞争力，而未来LED照明的第二次起飞则需要依靠情景照明来实现。

10、光效需求相对降低，性价比成为封装厂制胜法宝。

国内行业现状

1、行业产值

经过多年的发展，中国LED封装产业已趋于成熟。近几年LED封装企业积极过会上市，在资本市场及下游应用产业持续增长的需求助力下，企业规模扩张速度加快，产能高速增长，国内LED封装产业规模不断扩大，2012年国内LED封装总产值达到438亿元，与2011年相比增长53.68%，其中广东省产值达到323亿元，增长57.56%，占国内LED封装总产值的73.74%。

国内LED封装产业产值高速增长主要是因为多数国际LED封装厂家因看好中国国内应用市场，纷纷在国内设立生产基地，加大国内产业销售力度，以及国内公司扩大产能规模，投资的产能得到释放所致。

2、国内LED封装企业现状

当前国内共有规模以上LED封装企业2000余家，其中2/3分布在珠三角地区。以主营业务计算共有上市企业8家，山东1家，其他7家上市企业都在广东省内，深圳区域占据5家，佛山和广州各1家。同时，一些大型的下游应用企业设立有自己的封装产线，此外：国外及中国台湾多数封装企业都在内地设立有生产基地，中国大陆地区已经成为全球最大的LED封装生产基地。

发展趋势

1）选用大面积芯片封装

用1x1 mm2的大尺度芯片替代现有的0.3 x0.3 mm2的小芯片封装，在芯片注入电流密度不能大幅度进步的情况下，是一种首要的技术发展趋势。

2）芯片倒装技术

处理电极挡光和蓝宝石不良散热问题，从蓝宝石衬底面出光。在p电极上做上厚层的银反射器，然后颠末电极凸点与基座上的凸点键合。基座用散热杰出的Si材料制得，并在上面做好防静电电路。依据美国Lumileds公司的成果，芯片倒装约增加出光功率1.6倍。芯片散热才能也得到大幅改善，选用倒装技术后的大功率发光二极管的热阻可低到12～15℃/W。

3）金属键合技术

这是一种平价而有用的制造功率LED的方法。首要是选用金属与金属或许金属与硅片的键合技术，选用导热杰出的硅片替代原有的GaAs或蓝宝石衬底，金属键合型LED具有较强的热耗散才能。

4）开发大功率紫外光LED

UV LED配上三色荧光粉供给了另一个方向，白光色温稳定性较好，使其在许多高品质需求的运用场合（如节能台灯）中得到运用。这样的技术虽然有种种的长处，但仍有适当的技术难度，这些艰难包罗合作荧光粉紫外光波长的挑选、UV LED制造的难度及抗UVLED封装材料的开发等等。

5）开发新的荧光粉和涂敷工艺

荧光粉质量和涂敷工艺是保证白光LED质量的要素。荧光粉的技术发展趋势是开发纳米晶体荧光粉、外表包覆荧光粉技术，在涂布工艺方面发展荧光粉均匀的荧光板技术，将荧光粉与封装材料混合技术。

6）开发新的LED封装材料

开发新的安装在LED芯片的底板上的高导热率的材料，然后使LED芯片的任务电流密度约进步5～10倍。就当前的趋势看来，金属基座材料的挑选首要是以高热传导系数的材料为组成，如铝、铜乃至陶瓷材料等，但这些材料与芯片间的热膨胀系数差异甚大，若将其直接触摸很可能由于在温度升高时材料间发生的应力而形成可靠性的问题，所以普通都会在材料间加上兼具传导系数及膨胀系数的中心材料作为距离。

本来的LED有许多光线因折射而无法从LED芯片中照耀到外部，而新开发的LED在芯片外表涂了一层折射率处于空气和LED芯片之间的硅类通明树脂，并且颠末使通明树脂外表带有必定的视点，然后使得光线可以高效照耀出来，此举可将发光功率大约进步到了原产物的2倍。

当前关于传统的环氧树脂其热阻高，抗紫外老化功能差，研制高透过率，耐热，高热导率，耐UV和日光辐射及抗潮的封装树脂也是一个趋势。

在焊料方面，要习惯环保恳求，开发无铅低熔点焊料，并且进一步开发有更高导热系数和对LED芯片应力小的焊料是另一个重要的课题。

7）多芯片型RGB LED

将宣布红、蓝、绿三种色彩的芯片，直接封装在一起配成白光的方法，可制成白光发光二极管。其长处是不需颠末荧光粉的变换，藉由三色晶粒直接配成白光，除了可防止由于荧光粉变换的丢失而得到较佳的发光功率外，更可以藉由分隔操控三色发光二极管的光强度，达到全彩的变色作用(可变色温)，并可藉由芯片波长及强度的挑选得到较佳的演色性。运用多芯片RGBLED封装式的发光二极管，很有时机成为替代当前运用CCFL的LCD背光模块中背光源的首要光源之一。

8）多芯片集成封装

当前大尺度芯片封装还存在发光的均匀和散热等问题亟待处理。选用惯例芯片进行高密度组合封装的功率型LED可以取得较高发光通量，是一种切实可行很有推行远景的功率型LED固体光源。小芯片工艺相对老练，各种高热导绝缘夹层的铝基板便于芯片集成和散热。

9）平面模块化封装

平面模块化封装是另一个发展方向，这种LED封装的长处是由模块组成光源，其形状，巨细具有很大的灵活性，十分适合于室内光源描绘，芯片之间的级联和通断维护是一个难点。大尺度芯片集成是取得更大功率LED的可行方法，倒装芯片布局的集成，长处或许更多一些。

EMC在LED封装中的应用

　Top LED器件主要采用热塑性(Thermoplastic plastics，TPP)支架，这是一种成熟的LED封装支架。目前，TPP支架塑封材料主要使用的是PPA、PA6T等热塑性树脂，这类支架的气密性问题一直无法得到改善，吸水性较强且PPA本身会变色，这些问题都会影响LED器件的可靠性[1]。近几年，国外一些LED企业从微电子封装领域引进一种新的封装形式，即环氧模塑料(Epoxy molding compound)封装，简称EMC封装。EMC是一种热固性塑料(Thermosetting plastic)，在日本已是非常成熟的技术，中国台湾地区也在几年前开始研发，内地则起步较晚[2]。由于EMC封装具有良好的性能优势，被很多LED 企业看好，已经逐渐成为一个十分热门的封装技术。

　　2 EMC材料简介

　　EMC是一种重要的微电子封装材料，通过封装工艺将半导体芯片包覆形成保护，以免受到外部环境的破坏;同时EMC也起到一定的散热效果。EMC具备可规模化生产和合理的可靠性特点，是半导体封装常见的封装材料之一[3~4]。

　　二十世纪中期，环氧、酸酐固化体系模塑料被应用在塑封晶体管中。随着技术的不断发展，各种具备如阻燃型、低水解氯、低应力、低膨胀、低翘曲等优良性能的EMC被研发出来，以提高半导体器件的性能和可靠性[3~4]。近几年，EMC开始被引入到LED封装领域，对提高LED封装器件的性能和可靠性有很大的帮助。

　　EMC的主要成分有填充剂、环氧树脂、固化剂、偶联剂、阻燃剂、脱模剂、改性添加剂等;其中填充剂含量最高，可以改善环氧树脂的参数和性能，如降低膨胀系数、提高热导率、增加弹性模量等;环氧树脂作为基体树脂将其他组分结合在一起，环氧树脂决定了EMC固化物的机械、电气、耐热等性能 [3~5]。随着半导体技术的飞速发展，人们不断研究EMC材料特性和优化工艺参数，使得EMC的性能得到不断提升。

　　3 EMC支架的主要特性

　　EMC具有高可靠性、高导热性、高耐热耐湿性和低应力、低膨胀系数等优良性能，十分适合于LED封装器件。LED EMC支架是一种高度集成化的支架，被人们称为第三代LED支架;相比于第一代PPA预塑封框架和第二代陶瓷基板，EMC支架可具有实现大规模生产、降低成本、设计灵活、尺寸更小等优势[2]。

　　由于LED是发光器件，封装材料除了要保证器件的良好散热和气密性要求外，还要使器件具备良好的取光效果，亦即材料必须要有高反射率，德国 Hankel公司生产的一款型号为GR10000402B的EMC，对460 nm左右蓝光的反射率高达94.8%。虽然传统PPA的反射率也可以达到93%左右，但在经过1 000 h的高温老化后，其反射率已降到50%以下，而Hankel公司的此款EMC支架经过1 000 h、150 ℃高温老化后，仍有80%左右的反射率。

　　表1是EMC支架和传统PPA支架的性能参数对比，从表中数据可以看出，EMC材料相比于传统PPA材料，在高温老化后光反射率、热膨胀系数、材料连接强度等方面均有较大改善和提升，更加适用于高品质、高功率LED器件封装。

　　表1 EMC支架和PPA支架的性能参数对比

　　4 EMC支架的优势

　　从表1中的对比数据来看，EMC有明显的封装性能优势，很适合用在LED封装器件。EMC支架相比PPA支架具有较大优势：

　　(1)PPA支架的气密性问题一直是LED器件的一个难题，而EMC有更低的热膨胀系数、良好的粘结性能和耐腐蚀性能，其气密性比PPA有很大的提升，进而提升LED器件的可靠性。

　　(2)EMC还具有抗紫外线能力，可以降低LED支架的黄化速度，用EMC做的LED器件可以更好地适应户外复杂环境。

　　(3)EMC较低的热膨胀系数可以让器件承受更高的温度而不影响器件可靠性。相同体积的LED器件，使用EMC的LED可以通过更高的电流。如传统PPA材料的3014 Top LED器件，正向电流IF不超过40 mA;而EMC封装的3014 正向电流可以达到150 mA，使得LED功率达到0.5 W。对于3030和3535EMC封装的LED可以通过350 mA，功率达到1 W以上[2]。

　　(4)LED技术发展至今，其光效(lm/W)的提升速度很快。随着LED光效的提升，人们开始关注单位流明的成本，即lm/$。对比传统 PPA材料，EMC使得LED器件可以在同样甚至更小的体积下实现更高功率，获得更高的光通量。虽然目前EMC的价格比PPA贵，但从单位流明的成本上，EMC的成本优势十分明显。另外，EMC由于其生产工艺的特点，加工精度比传统封装有很大的提升，集成化程度非常高，生产效率也可以大大提高，进一步提高了成本优势。

　　5 EMC支架工艺制程

　　EMC主要是以熔融混合挤出法制作而成[5];而LED EMC支架则采用蚀刻技术，将EMC和蚀刻铜基板在模塑设备封装加热而成[2]。

　　LED EMC支架工艺制程如图1所示，包含蚀刻、电镀、切片、注胶成型、成型烘烤、除溢料等工序;其中注胶成型是主要工序，由成型(molding)设备完成，图2是EMC支架注胶成型的工艺过程示意图和一些关键工艺参数。

　　6 EMC应用在LED封装中的一些问题

　　EMC应用在LED封装中的一些问题EMC被应用于LED支架，成为LED第三代支架，相比前两代LED支架，具有明显的性能优势和突出的应用效果，但同时也还存在一些问题。(1)EMC是一种热固性塑料，被引入到LED封装后，根据LED产品的特点和性能要求对材料成分进行改良，但其填充料和环氧都跟微电子封装的材料相近，因此EMC在微电子封装中的一些常见缺陷在LED封装中也会存在，比如存在气孔、麻点、开裂、溢料和气密性、固化后比较脆等不良问题[6~8]。

　　(2)EMC的气密性虽然比PPA有较大的改善，但因材料本身仍具有吸水性，无法完全避免气密性问题[9]。虽不能完全解决气密性问题，但后续可以进一步改善，比如研究和添加一些改性添加剂或者从工艺制程去控制，优化制程参数;其中要特别注意控制温度变化导致界面材料的热膨胀系数差异，这个差异会影响EMC与铜引线框架的相对位移[1]，进而形成水汽渗入的通道。

　　(3)由于LED封装的EMC仍需从国外进口，当前EMC的价格比PPA贵。随着EMC材料水平和工艺技术的不断发展以及EMC在LED封装中的使用规模不断加大，EMC封装LED器件的成本优势将逐步凸显出来。

　　(4)LED封装如要引入EMC，需要较大的资金和研发投入[2]，主要是因为EMC支架的结构与传统PPA支架有一定差异，见图3所示的 3014 EMC支架和图4所示的3014 PPA支架。两种支架在结构上的差异导致在封装工序上的不同。如在切筋工序中，PPA支架采用配套的工装，通过冲床冲压而成;而EMC支架封装的LED则要采用划片机切割。如果要引入EMC，则需要对部分原有设备进行工装夹具调整或改进，甚至有些设备需要更换，这势必会增加更多的投入，这是目前很多国内支架厂商和LED封装厂商仍在犹豫是否要引入EMC的主要原因。