对整个LED照明产品的系统架构进行简单化，是目前LED产业角力成本下降与性能提升的不二法则。自从2013年下半年，台湾厂商台积电高调推出“免封装”LED器件后，“免封装”技术在业内引起了一阵又一阵的骚动。据称至少可为灯具客户省下15%的封装成本，并且具有集中性好，可信赖度高，光学控制灵活等优势，“免封装”一时被戴上神秘的光环，也被业内无数人“瞻仰”。

　　中国照明学会半导体照明技术与应用专业委员会秘书长唐国庆先生则曾指出，“免封装器件“从叫法上有点耸人听闻。所谓的“免封装”，其实只是封装形式发生改变，并非彻底的无封装。相对于传统支架结构的产品，其最大的特点为芯片采用倒装结构，且芯片直接共晶焊接到封装底部焊盘上，省略掉了传统封装结构的支架固晶、打线bonding等步骤，但它仍然是封装形式的一种。准确的讲，应叫做“带封装器件”，也可以称为“芯片级封装”。

　　而代理台积电LED器件产品的深圳市宝联供应链服务有限公司技术总监李修连也谈到：“倒装是将芯片直接焊装在支架上，封装完成后在把支架焊装到电路板上，不需要打金线，但还需要支架和胶水;而台积电的PoD已经没有支架，也没有保护芯片用的胶水，就只是在芯片上做荧光粉镀膜。也有人认为，芯片+荧光粉，还是一个封装过程，但常规封装，需要固晶、焊线、点粉、封胶、烘烤、分光等过程。

　　由此可知，倒装芯片=传统封装-打金线;带封装器件=传统封装-打金线-支架-胶水。那么省去了这些环节后，倒装芯片器件及带封装器件最终性能如何?是否能真正满足下游厂商对LED灯具的成本和性能要求?

　　本文选取业内代表性厂商：晶元光电股份有限公司(以下简称“晶元光电”)、台积固态照明公司(以下简称“台积电”)的“免封装”LED器件，以及深圳市天电光电科技有限公司(以下简称“天电光电”)和飞利浦Lumileds(以下简称“Lumileds”)的倒装芯片器件来作测试。其中，天电光电的LED器件采用的是三安光电的倒装芯片。

　　此次评测由权威的第三方检测机构中国赛西(广州)实验室对四款LED器件直接进行光电参数检测。数据如下（附件为清晰版）：

　　另外，此次还特别邀请了佛山市香港科技大学LED-FPD工程技术研究开发中心对四款产品的整灯应用效果进行深入专业的分析。以期对“免封装”器件和倒装芯片器件的实际应用效果进行客观呈现。

　　由于此次评测的样品规格不一致，可比性不强，但目前“免封装”与倒装芯片的技术水平如何?可以给业界一个参考。此次评测中：

　　1、 因所采用的封装大小不同，造成测试数据的差异性较大：Luxeon Q是3535、天电光电T1901PL 是3535;台积电TR5A是2020的封裝，晶电本次评测的ELC则是1616;

　　2、 晶电ELC1616内使用的是一般中功率(2630)芯片，因封装体的特殊设计，配合封装材料的高耐温性以及良好的导热设计，可承受1W的操作。

此次四款样品在整灯应用效果的评测分析由佛山香港科大研发中心资深工程师冯子成、石金玉、金曙光完成。以下为完整的检测分析报告：

　　一、 测试设备

　　1. 使用MicRed T3Ster® 系统进行热阻和结温的测量

　　2. 使用Instrument System CAS-140CT光电检测系统进行常温光电参数的测量

　　3. 使用光源近场测角光度仪(SIG-400)进行近场分布测量(发光角度及配光曲线)

　　二、 样品说明

　　测评的样品均使用相同的灯座，四个厂家的灯珠如右下图所示。其中：

　　1.台积电提供了2个样品，均为3颗44x44mil芯片“免封装”的2020串联灯珠;

　　2.晶元光电提供了3个样品，均为26x30mil芯片“免封装”的1616灯珠;

　　3.Lumileds提供了2个样品，均为采用倒装40x40mil芯片的3535灯珠;

　　4.天电光电提供2个样品，均为采用三安光电倒装45x45mil芯片的3535灯珠。

　　5.以下样品及测试数据均针对灯珠或灯珠模组而言。

　灯座外观

　　三、 常温下光特性表现对比

表1：常温下光特性测量结果

　　由表1可知，除晶元的1616外，其余3款样品的光通量、Ra都比较相近，其中台积电的2020X3光效最高。

　　表2：四款样品的光通量和光效对比

　　由表2可知，光通量最高的是天电光电的3535，为101.0lm，光通量最低的是晶元的3535，为94.4lm;光效最高的是台积电的2020X3，为104.3lm/W;晶元的光效也是最低，为83.1lm/W。

　　表3：四款样品的相关色温和色品容差对比

　　相关色温最高的是天电的3535，为3125K，同时它的色品容差也是最大，为5.9;相关色温最低的是晶元的1616，为2756K;色品容差最低的是Lumileds的3535，为1.2。

　　表4：四款样品的Ra和R9对比

　　由表4可知，Ra最高的是台积电的2020X3，为82.6，最低的是晶元的1616，为80.3，同时它的R9最低，为-3;R9最高的是Lumileds的3535，为14。

　　四、 常温下热特性对比

　　表5：四款样品热特性测量结果

　　（注：这套设备的结温是直接测量得出的量（温差+环境温度），整个系统的热阻也是直接测量得出的，但灯珠热阻只能通过结构函数的划分而得到的。）

　　由表格可以看出，台积电样品的结温和热阻比其他厂家的样品更低，晶元的样品热阻比其他厂家的高出3倍以上。

　　不同温度下的电光转换效率

　　表6：电光转换效率随环境温度变化曲线WPE[%]

　　台积电样品的WPE值较高，且受温度影响不大;紧随其后的是Lumileds的样品，其他厂家样品随着温度变化，其WPE值变化均超过2%。

　　六、 综合评价

　　最后，负责此次检查的资深工程师冯子成表示：四款厂家LED模组样品性能均满足室内照明对色品性能的要求，即要求显色指数在80以上，色品容差小于7SDCM。实测四款厂家样品的相关色温主要集中在2750K至3100K，显色指数均大于80，色品容差都控制在6SDCM内，最小色品容差是Lumileds的2SDCM内。另外，虽然晶元的LED模组样品显色指数达到80.3, 但R9<0, 为-3，影响了该样品的显色表现。

　　四款厂家LED模组样品的光效平均为94.5lm/W, 光效最高的为台积电的2020X3，达到104.3lm/W，表明这四款厂家样品没有达到目前大功率LED模组在光效方面的主流先进水平(130lm/W)。

　　所有样品随着工作环境温度的增加(25℃à85℃)，光通量、电光转换效率、光效均呈现下降趋势，其中晶元和天电样品下降较多;所有样品随着工作环境温度的增加(25℃à85℃) ，色温呈现上升趋势，其中晶元样品色温上升较大，但在50K以内;台积电的样品在以上多项热相关的测试中，热特性方面表现较为突出，热阻小、结温低，不同温度下的WPE维持率和光效维持率都比其他厂家的样品优秀。

　　台积电的样品发光角度明显大过其他样品，更适合泛光照明等应用场合，其他三款样品发光角度相接近。台积电为免封装的样品，各方面表现比较好，但价格和成本都比较高，批发价达到1.6~1.8美元/个样品（即批发价每个样品9.91元~11.2元）;而晶元免封装样品没有达到预期的性能，所以目前免封装样品还存在性价比的问题，离实际应用还有一段距离。

　　Lumileds和天电光电为倒装芯片的3535灯珠样品，从测试结果来看，综合性能比较稳定，尤其是Lumileds的样品，据富昌透露，价格为6美分/颗（即371.9元/K）。由此可见，倒装芯片在大功率LED灯珠中应用具备比较好的性价比。

　　雪莱特LED项目总监张心雄先生和技术部经理汤勇军先生在本次评测中，对新世纪LED评测室提供了大力协助。汤勇军表示：“目前“免封装”的样品光效还是偏低，目前普通的SMD可以做到至少110~120LM/W, 而此次“免封装”样品测得的光效仅为70lm/w~80lm/w, 远远不能满足灯具的光效要求。其中两款倒装芯片在光效和散热方面都表现不错，但倒装芯片最终只会是一个过渡，如果能够解决光效的瓶颈，无封装将是未来封装的发展方向。”