作者 迎九

　　LED光源與顯示的應用已越來越廣泛。不過，隨著技術和市場的成熟，生產逐步向亞洲尤其中國等生產成本較為低廉的國家轉移。但是，LED市場還是有很多地方可以挖掘、滲透。近日，電子產品世界記者采訪了擁有45年LED制造歷史的ROHM公司，看到了該公司正在一些特殊市場找到機會。

四個有潛力的細分市場

　　據ROHM光學模塊生產本部LED制造部商品企劃組組長吉田晃久介紹，隨著LED技術與生產的成熟，ROHM把競爭焦點定位于獨有的生產技術和品質管理方面。主要主攻以下四個方面：

　　?小型化。利用ROHM獨有的生產技術實現元件薄型化，通過減少金線的環路，實現0.2 mm的業界最薄厚度。

　　?單亮度等級。從元件制造階段開始就融入技術優勢并嚴格貫徹品質理念，消除亮度波動。

　　?通用色彩。考慮到色覺多樣性，提高可視性。色彩識別因色覺而異，色弱者會把綠色和紅色看成偏黃色，所以產品設計可采用色弱者也容易識別的綠色(如圖1)。

圖1   色弱者的調色

　　?抗硫化。在室外場合，有時會出現這樣的現象，LED用過一段時間就不那么亮了，原來是空氣中的硫與LED中的銀發生了化學反應，生成了黑色的硫化銀，影響了LED光的側壁反射。空氣中的硫主要來自汽車和煙霧的尾氣、輪胎和溫泉(例如硫磺泉)等環境中，為了保證LED燈的亮度，ROHM推出了抗硫化LED，可用于工業設備、汽車剎車燈、轉向燈、戶外顯示設備等產品中。

抗硫化制作過程

　　不久前，ROHM開發出業界首款完全無銀的高亮度紅色LED“SML-Y18U2T”(如圖2)。

圖2  無銀的高亮度紅色LED“SML-Y18U2T”

　　ROHM半導體(上海)有限公司設計中心副所長水原德健先生稱，此次開發的產品是用金等其他材料取代了以往晶片鍵合焊膏及框架所使用的銀，實現了完全無銀化。此舉消除了由于銀受到腐蝕而引起LED亮度衰減現象，可提高應用的可靠性。例如，將以往產品和新產品分別在硫化試驗條件下使用240個小時(10天)后，新產品的光通量相比舊產品可改善約40%。這10天實驗，相當于LED 3~5萬小時處于硫化環境下。

　　下一步，ROHM還會推出滿足轉向燈的橙色燈等產品。

　　那么，為何要用金代替銀?具體工藝是如何實現的?從LED的結構圖來看，人們所看到的LED光來自兩方面，一方面是直接發射的光，一方面是側壁反射的光(如圖3)。一直以來，存在元件晶片鍵合所用的焊膏部位變黑，導致側壁反射光減少，從而使LED發光強度降低的問題。

圖3   可能硫化的位置

　　但是，ROHM利用從元件到封裝垂直統合型生產體制的優勢，晶片鍵合采用金錫(AuSu)，引線采用金，框架采用金鈀(AuPd)，實現了完全無銀化，從而使產品同時具備高亮度與優異的抗硫化性能(如圖4)。為何框架采用金鈀?因為容易附著在框架上。

圖4   無銀方案

　　那么，是否競爭對手也很容易這樣做出來?據悉晶片鍵合采用金錫(AuSu)、框架采用金鈀(AuPd)等的工藝實現還是有一定難度的，因為ROHM有垂直統合型的生產優勢，有利于這些工藝的開發和生產。

　　另外，ROHM產品的特點是由于嚴格的品質管理，每個超小型產品都有可追溯的體制，且采用與車載級品質相應的工序管理制度。筆者在這里也引申一下，筆者最近在寫智能制造方面的文章，“可追溯性”很重要，因為現代制造流程有時有成百上千個工序，“可追溯性”可盡快找到上游產品的缺陷出現在哪里，以大大提升智能制造的效率、減少浪費。例如，客戶要訂10輛汽車，你的良率較低，需要生產20輛車，其中10輛滿足客戶要求;而如果高良率的制造，10輛一次成功，這就節約了成本。

　　那么，抗硫化LED的“含金量”提升了，成本是否會提升?水原先生說金含量很少，幾乎沒有什么成本增加。

小結

　　LED經歷了萌芽誕生、飛躍式發展，如今又逐漸下沉到細分的注重品質的市場。LED廠商ROHM在小型化、高亮、滿足色弱人群及抗硫化等方向，不久前推出了完全無銀的高亮度紅色LED“SML-Y18U2T”。