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LED器件的种类及进化史
按照LED器件具体的应用场合进行区分，可分为4大类：背光、显示、照明、装饰。
有哪些LED的器件可以用在背光的场合?
我们比较熟悉的，最开始是在手机背光下所使用的Display LED，包含我们现在目前主要使用的SMD类的LED器件是用在电视背光上，或者在一些其他的背光场合利用。还有一个目前火热的解决方案，CSP在背光领域的应用也得到了广泛认可。
在显示类的产品应用上主要是SMD类的RGB产品，还有一些直插的Display直插产品。这类应用主要关注的是在颜色的集中性和多彩颜色的使用。
照明类产品主要是一些功率型器件，功率器件里面有High power类，还有SMD类的一些中功率和大功率的产品。这类器件目前主要在照明产品使用较多。随着照明产品的模组化，可能有更多的模组化的产品逐渐推广。
装饰类应用主要也是一些区分颜色的，主要是单色的。有Display，还有SMD类，同时还包含一些柔性的小型模组。
以下这长图展示的是LED不同时期所具有代表性的一些器件。
1962年以来首个红光LED投入市场，这标志LED产业工业化的开始。
1971年随着新的半导体材料的发展，LED有了更新的颜色，如绿色、橙色和黄色，LED的各类性能都在不断地得到改善。
1993年，日本的科学家中村修二首先发明了第一个高亮的蓝色LED，它具有非常有效率的一个蓝色的出光效率，并且在绿色光谱范围内淡化加音的LED也开始出现。随后通过荧光粉的一些改善和搭配，他设计了第一颗白色的LED。我们的LED从此开始进入到白光时代，正式白光的LED是在1997年左右产生。
2007年，大功率的LED开始出现，最开始是由飞利浦公司开发大功率的第一颗K2产品。
在2008年—2009年左右，一些新型的LED封装出现，比如COB，图中所展示的这颗COB是夏普公司在2007年就已经开始研发，2008年、2009年开始正式推入市场的一颗非常具有代表性的LED。
在2010年的时候白光的出光效率可以达到100流明每瓦，到2013年各类器件的发展种类就特别多，其中具有代表性的就是超大功率的LED。它不仅在功率上有所提升，在出光效率上的提升也非常明显。
在2013年的时候CREE公司所生产的一些LED，当时就已经具有150流明每瓦的出光效率。
2014、2015年，LED光源在不断的提升效率，我们今年可以看得到各大厂家争相报道的第一件事就是光效的提高。目前各大产生均报道200lm/W的产品开始量产。
直插式LED的发展过程
最开始直插式的LED主要使用在电子产品的指示上面有一些8字节的LED产品。
随着显示屏的发展，一些点阵类产品就开始出现。最开始出现的是单色的点阵，然后就带动了多彩的点阵，最终还有一些RGB的点阵的产生。
直插类比较有代表性的产品第一个就是草帽型的LED，它在指示上面使用的比较广泛;第二就是功率更大一些的食人鱼的LED，我相信大家都特别熟悉这一类的产品。
这一类的产品主要用在电脑键盘指示灯上面的一些红、黄、绿色。在食人鱼产品开发的过程当中，用在汽车的高位刹车灯上面。
SMD类产品的发展
大家可能对SMD类LED特别熟悉，主要第一个就是LED3528产品，这是几乎所有的封装厂都做过的一种产品。
随着照明和电视背光的产品这种应用场合的出现，有5630的出现;为了提升产品的散热又有SMD3014。SMD3014产品主要是在底部的支架有更好的散热特性。
在2012年左右，3528产品通过支架的改良，形成了SMD的2835器件。目前由于材料特性的耐温越来越高，并且LED芯片技术的提升越来越高，单颗器件的功率和光效都有大幅提升。
5050产品，包含7070产品会有一个更大功率的提升。同时ORASM S5产品可以做到5瓦—8瓦，CREE 7070最高可以做到15瓦。
通过这些的产品的演变我们可以看得出来，在SMD类的产品上面功率会越来越大，并且其他辅助材料的技术开发会越来越强。随着辅助材料的技术在提升，LED器件的整体性能也在提升。
大功率产品的发展
图中列出了几款比较具有代表性意义的产品，第一款是由飞利浦开发的K2，然后飞利浦的Rebel ES，包含它现在的LUXEON系列，底下是科锐公司有典型代替性的产品。
我们来看一下飞利浦公司两款产品的对比，在前后飞利浦公司到底有一个什么样的技术变化。
在K2产品上面我们可以看得到，在LED解剖图上有铜柱，这是嵌入式的支架结构。我们在底下这张图上可以看出，LED采用的是植金球倒装焊接。同时是采用了金线的链接方式，实现了电性导通。并且在倒装芯片下面是有一个黑色的，我们在图中看是黑色的，这是一个硅系的基底。
在Rebel ES这个系列上面我们可以非常清楚的看到，第一个明显的特征是没有了金线;第二个是没有了底下的这个灰色的硅衬底。
再来看一下科锐公司前后非常具有代表性的两款产品。
第一个是XRE系列的，我们在XRE系列同样和飞利浦一样使用打金线的方式实现了链接。同时也是有一款硅的衬底来连接LED。在图中可以看出，在其他的区域之内，都有LED荧光粉的分布。
再看一下XML这款产品，荧光粉涂附特别均匀，只是在LED芯片的正上方。通过XML这款产品的切面图我们可以看出芯片的底也是没有硅衬底。器件实现了更低热阻和更轻薄化。
来看一下C0B产品的发展历程
C0B产品如果按照分类来说，主要是以基板的材质分类比较多。
我们在图中可以看出4大类的产品，第一类是陶瓷基板，陶瓷基板主要是直接在陶瓷基板上面形成线路，采用正装或者倒装芯片进行封装。
第二类是压合镜面铝基板，采用镜面铝基板和上面的FR4或者BT板进行压合在镜面铝上面进行芯片的固定，采用芯片到芯片之间的焊接方式。首尾两端焊接在上层PCB板上，最终实现电路的导通。
第三类是传统的铝基板上直接进行封装，这类封装可能在目前中山一带比较广泛的盛行。目前也有看到采用倒装芯片进行直接在铝基板上封装的COB。
第四类算是集成类，有支架型的大功率COB集成封装。采用铜和工程塑料形成支架，对不同的大功率芯片进行集成封装，形成单科50瓦，或者100瓦的器件。
LED器件的评估方法
有很多器件厂商说，我们都通过了LM-80的测试报告，那是不是LM-80的测试报告就代表不需要再进行评估?
个人觉得LM-80报告有3个不足之处：
1、未检测器件的芯片尺寸。
2、未报备所用原料的批次号。
3、测试周期长和技术更新快的矛盾。
如果只是看LM-80的报告，个人觉得只能是一个寿命的测试，并不代表这个器件就是最适合我们所使用的。
作为使用者该如何评估?
LED器件我们最开始测试可能就能看得到这样一张图片，它包含了光图、色差、以及其他参数。
在这些参数当中我们需要关注的是：首先是光;其次是电;再其次是色。
当然对于普通的运用这个关注的顺序有可能不同。那我们这张图可能在行业内流传的比较多，大家看这个报告看的也比较多，就不再一一解释。
有条件的公司建议同时在测这个LED光谱测试报告时，测不同的温度情况下的光谱，这样可以看到LED在不同温度情况下，它所表现出来的特性有哪些差异。我们可以通过这种稳定性、或者热态的测试来评估LED的热稳定特性。
评估LED的一些基础的方法，或者说常规的方法有以上几种。
高温的工作寿命测试和高温高湿的工作寿命测试，其次还有一个耐热测试和冷热冲击，有条件的公司建议在这4类测试上面要着重加强。
高温工作寿命测试主要是想模拟LED器件在整灯的环境上面所表现出来的个性参数，高温高湿是有一些特殊场合应用。比如说在一些有水汽的场合，我们可以看一下器件它对湿度的耐湿性。因为湿度对封装的性能主要表现，可能是说在材料的吸水性和荧光粉的特性可以表现的比较多。
耐热测试主要采用回流焊的方法，一般回流焊三次我们看它的功能区是否有黑化，或者说有环变。再看材料，支架之材料有没有一些环变，有没有一些剥离。同时可建议该器件的可使用性和可维修性。
所有的封装厂可能最不愿意看到的就是发黑，发黑主要分为几大类，第一类就像图中所展示的，支架底部全面发黑;另外一类只有芯片一小部分发黑，其他地方并没有发黑。这两种发黑在我的工作经验当中都有曾遇到，产生的方式是不一样的。
我们可以看得到发黑的最根本的原因有两种，第一个就是说LED的支架底部是含银的。同时辅料中可能会有一些易挥发性的有机物，易挥发性的有机物有一个特性，可能是说它在LED芯片上面散发或者周围产生的聚集特性比较多。
所以在封装厂我们如果要处理这一类的事件时，首先要看整灯企业是否在辅料中有一些可挥发性的物质，主要检测粘接剂，也就是胶水类的产品;第二在电源的一些元器件深入也一要着重检验，看主要是否有硫。
为了避免事后再来检验，建议最开始对LED器件进行一个拆解。那如何拆解才是比较好的，或者说拆解能看得到哪些东西?
通过切片实验或者说暴力的拆解，直接把胶水剥开。可以清楚看到LED芯片的情况，LED支架的材质。LED支架的金属材质，它是铁支架还是铜支架，一看便知。
另外就是LED金线或者连接线的尺寸，如果有高倍的显微镜我们还可以看得到LED荧光粉的颗粒到底有多大。
这些报备起来才能我们保证根据使用的一个正确途径。
如何正确使用LED器件
一道多解题
怎么样去解这道题?或者说我们来看一看大家在各个不同时间段采用了何种技术方法来实现。
这一颗灯泡是李嘉诚所投资的，采用的器件出乎我们所有人的预料，全部采用1瓦的大功率产品，实现了全周光，这颗光效也是被业界称为最高光效的灯泡。
松下公司的实现方案是采用了一颗特殊的C0B。科锐公司也是用了它自己特有的大功率器件。飞利浦采用的是远程荧光粉激发，并且在加蓝色的LED器件来实现这颗全周光的灯泡。
另外一个可能是我们最常见的在中山或深圳一带，最常见的LED灯泡。
采用的一些SMD的器件。同时我们目前还有更大的方案，在灯丝上面，采用LED灯丝实现的全周光灯泡是目前比较火热的一个灯泡。
一颗灯泡都有如此的解法，那对应具体的灯具，我们到底该如何选器件，这个问题又摆在了我们的头上。对于线性灯具，或者面出光的灯具。
灯具的类型有一些明显的特点，它的出光面积比较广，采用一些透光罩。这些透光罩由于要对光进行一些打散的作用，同时会产生一些色散。
那我们对器件的要求有哪些?我们这些器件要求色度集中度特别高，光谱一致性也比较高，不能出现有偏色和同色异谱的情况。
电压的差异要小，因为我们尤其在面板灯上面，我们可能采用的是多并的方案，如果电压差异比较大，不同的并会有一些不同的电流大小，这样会明暗不均，单颗亮度会有一些偏低。这类灯具建议使用SMD类的低功率产品，采用多颗的布局可以实现。
对于筒灯、天花灯、或者吸顶灯这些泛光类的照明灯具。我们又该如何来挑选合适的器件?
线性灯具和面出光灯具：出光面广、透光罩(面板)易产生色散。
器件要求：色温集中度高，光谱一致性高、电压差异小、单颗亮度低。
适用器件：SMD类低功率器件
LED器件将有怎样的“势”
SMD类的逆势上扬(集成化、材料提升)
支架材料耐温提升
芯片集成
个人觉得SMD类的产品，它是属于逆势上扬的一个趋势。SMD类的最开始是一个支架里面放一颗芯片，然后目前一个支架里面可以放两颗甚至更多。
欧司朗的S8、H10，现在单颗都可以到15瓦，可以直接组成一个灯，这样的发展是突破了SMD类的原本的一些特征，所以我给它定义为逆势上扬。
同时在SMD支架最开始是由PPA过渡到PCT，然后目前EMC支架使用比较广泛，SMC产品会逐步得到更广泛的使用。
这些材料的特性，耐温性会越来越高，这也驱动了我们单颗SMD类可以使用更高功率。
COB类的造势而动
高光通密度
高色品质
COB可以省去回流焊接和不同颗器件的贴片工序，以及它可以省去一个PCB板的设计，单颗灯只采用一个光源，它的色差也非常好控制。
那COB运用到今天它会拥有一个什么样的发展趋势?
我们可以看一下科锐的产品，通过科锐的产品来看得出COB类主要的一个方向。
第一，发光面会越来越小，发光面小就如同我们上面所说，是为了匹配更好的光学设计，二次光学的透镜，更省成本、更容易实现小角度。第二，功率可能会越来越高，单位面积可输出的光通量也会越来越高。
另外由于COB类主要是用在商业用途，对于色品质的要求会越来越高。目前有部分公司它实现了一些专业的细分。比如欧朗特有专门照红木家具、专门照蔬菜的，并且在鲜肉类的照明灯具也会用的越来越多。
COB类产品目前还有一个潜在的竞争对手，就是我们刚刚所说的，像欧司朗和飞利浦推出的一些中高功率的器件，单颗的SMD。
未来的COB可能在小瓦数上没有太大的优势。
CSP出现的顺势而为
有无基板
出光角度
单颗、集成
应用场合
CSP产品如果按照分类来说，主要可以分为两类，第一类是有基板的;第二类是没有基板的。那同时CSP产品的出现，也得益于LED芯片的发展。
CSP产品首先要采用倒装芯片，这样更利于它的贴装和使用。三星公司推出的CSP，目前已经有单颗往集成化方向发展。
同时CSP产品根据不同的应用场合会有广角度的和窄角度的CSP不同，目前也有部分厂家将CSP贴合成类似于COB的产品在应用。
个人觉得这类应用可能是一个方向，但不一定都能成功。主要取决于CSP的制造成本和贴装的工艺，同时我相信CSP它是一个符合光源发展趋势的。因为CSP更小、更薄，这就如同我们任何电子产品它都会越来越小、越来越薄、越来越轻。期待未来CSP产品会给照明业界带来更多的惊喜。
灯丝类的借势发力
倒装芯片的想象空间
基材的选择
倒装芯片的发展会让灯丝具有了更多的想象空间，同时灯丝的基材选择有蓝宝石、有白陶瓷、有玻璃，甚至有一些柔性的PCB板，这样会给我们更多的一些创意。
LED发展向来不是一个孤立的，它不论是材料的更替，还有元器件尺寸的更替以及封装工艺的发展都会影响LED的一些发展。
但随着LED的发展我们可以看得到，之前是在蓝宝石衬底上面，或者说硅衬底，还有一些是氮化硅衬底。在这些衬底上面，LED再氮化镓基可能会产生量子缺陷。
现在有一些公司在做氮化镓衬底上面生产氮化镓，可能大家也都知道，中村修二他目前的公司就在做这件事。那做这件事的好处是什么?减少了缺陷，它就能在外延层可以驱动更大的功率。
随着线型灯具，线型电源的发展对于LED器件，尤其是单颗器件要求电压越来越高。
采取高压芯片的方法是非常值得借鉴的。
那LED从外延芯片端的发展会带动下游的器件发展，我们目前可以看得到市面上有很多18伏、甚至45伏的单颗器件就采用了一颗芯片实现。并且随着外延层的缺陷会减少，外延产生的光效率会越来越高，未来LED的光效会越来越高，甚至是否有一天LED全部都在发光，不再发热也未可知。
除了基础材料，在封装工艺上面的发展，也会让LED产生许多不同。最开始就如同直插类的产品，还有一些采用的是铝线的键合，铝线的超声波楔形键合，这种焊接方法容易导致LED漏电产生。
随着科技的发展和进步，产生了球形的金丝焊接。这种焊接方法避免了LED芯片的漏电产生概率，具有更高的焊接可靠性。
目前还有一些公司采用的是倒装焊接，倒装焊接也分为两类。第一类是植金球的倒装焊;第二就是直接的金锡倒装焊;还有一些采用是锡膏倒装焊。
这些焊接方法为LED器件带来的选择也会越来越多，所以LED的种类也会越来越多。
在白光器件上面荧光粉的涂覆对LED器件会有很大的影响，那荧光粉主要的涂附方法可分为三种。第一类是灌封;第二类是喷涂;第三类采用荧光膜的方法。
第一类灌封我们可以看得到，在芯片的正上方荧光粉分布的较多在侧边分布的就很少。这个时候就容易产生色彩，荧光粉喷涂工艺就克服了灌封这种侧边会比较少，正边比较多这样的特性。
喷涂可以实现荧光粉在芯片的侧边和正面同厚度的一个技术，当然采用荧光膜的方法可能会对器件的色品质、颜色一致性会更好。不同种的荧光粉涂附方法会对器件的颜色产生不一样的效果。
那LED器件最终会有一个怎么样发展，目前可能看得到有很多不同的关键词来概括LED器件的发展，模组化或者说CSP是否能一统天下，以及倒装的C0B，光引擎或者高压器件，有不同的应用场合就会有不同的LED器件。
随着应用场合的细分，LED器件可能会变得越来越多，但通用化的产品种类会越来越少。细分会决定我们器件的未来，在图片上最后一张是我们之前看到的松下的那一颗灯泡所采用的LED光源，如果按照标准化来说它完全就不是任何一个标准化的东西，它是一个特别定制化的器件。
所以细分才是决定LED器件发展的未来，不同的技术，不同的应用场合最终会决定我们LED的发展。
