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自白光發(fā)光二極管以來(led)2000年達到每瓦15~20流明水平后,各國開始積極對待LED投資研發(fā)制造,相關市場營銷、技術評估機構和學術界積極解碼未來產品,探索其奧秘和商業(yè)價值,并提出負面問題或爆炸性前瞻性預測。
然而,隨著能源短缺、地球暖化、能源材料價格上漲等因素國政府越來越重視LED二是隨著2003年手機白色背光的廣泛應用,藍光激發(fā)熒光粉產生白光LED更因為市場價值LED應用于后燈可以實現快速反應,減少更換和設計,增加工業(yè)產品美學的新思維,逐步探索另一個市場應用機會,鼓勵相關供應鏈制造商的研發(fā)投資。
雖然在2003年時,LED亮度效率未能滿足主照明的需要(表1),但已逐漸引起世界的關注LED對傳統光源的未來和威脅。
表1 OIDA對于2002~2020年LED效能預估
根據美國光電子工業(yè)協會(OIDA)今年的預測和估計,即使是今年LED它已經達到了10美元/千流明,但對于整個燈泡或燈具來說,達到10美元/千流明還有很長的路要走,尤其是添加了演色性(CRI)需求、光源效率和市場價格將是供應鏈制造商必須共同解決的主要問題。
雖然LED應用廣泛,各應用行業(yè)將面臨不同程度的技術問題。在這里,我們只提出照明應用的設計,以加快速度LED照明行業(yè)綜合發(fā)展的質量和速度。
LED燈具供應商主導行業(yè)規(guī)范
要成功開發(fā)一個LED照明產品需要注意的事項相當復雜和復雜,三到五個貿易公司可能會帶來營業(yè)利潤,但在世界標準逐一發(fā)布后,也提高了進入門檻,同時篩選出體質差的應用工廠,甚至由于成本結構的普及,使LED照明逐漸集中在專業(yè)技術和專業(yè)OEM制造的領先制造商身上。
今天的主要客戶更致力于探索上游材料、技術深度和整合能力,作為評價標準。2009年至2012年,各階段開發(fā)的技術深度和廣度將成功進入LED由于標準不完善,市場需求決定了供應商能夠提供的解決方案。
芯片/取決于芯片/封裝過程的搭配效率
從片開發(fā),從覆晶(Flip Chip)飛利浦等垂直芯片(VerTIcle)式芯片如Cree、SemiLEDs,正負極呈階梯式平面焊線,日亞等完全平面焊線(Nichia)、豐田合成(TG)、晶元光電等。(Roughness)不同的結構位置和形成方式或多或少會影響出光效率、出光角、熱傳導和節(jié)點(Tj)溫度、固晶材料、固晶方法、硬拉力推力、焊線參數及結構設計專利問題。芯片與后續(xù)包裝工藝之間的關系,決定LED照明產品一半以上的良率,開發(fā)LED照明應用必須了解細節(jié)差異,作為設計判斷的依據,目前還沒有LED芯片是最好的,只有最合適的芯片LED芯片可以最大化市場需求。
影響多種因素LED封裝性能
至于包裝開發(fā),許多影響因素決定了固定單型芯片的包裝LED其中包括:
?承載基板的設計選擇
金屬支架、FR4 COB(Chip on Board)型式、低溫共燒氧化鋁陶瓷、高溫氧化鋁、金屬銀塊或銅塊氧化鋁基板(Slug)、氮化鋁基板、鋁基板、銅基板、復合板等材料的差異,包括上述材料機械結構與光、環(huán)境(如濕度、溫度等)的相互作用。
光相關工藝設計
固晶焊接面積位置、尺寸設計、固晶焊接面積、固晶方法(硅絕緣膠、銀導熱膠、助焊劑、共金焊接等),以及金、銀、銅、鋁、鈀、鈀、高耐熱塑料等周邊材料(PPA)、硅等,包裝膠體(粘度、折射率、耐溫性、耐候性及相鄰材料的連接力等。
熒光粉的多重混合、波長搭配、濃度搭配、涂裝方法、操作時間和沉淀控制。
色溫/電壓/亮度/進色分布
都會影響出光效率、壽命、質量等,但不同芯片的選擇會使所有影響因素必然全部或部分重新評估。
光源元件設計/選擇不容忽視
2 產品機構和模具組裝3D充分了解施工LED光源特性、光機電熱,加上計算機對光熱的模擬分析,可以保證可靠性和效率。
就LED就照明而言,直到這時才決定LED光源元件(1),下一步是:二次光學透鏡和反射鏡的設計,以滿足不同應用要求的光型、光強分布或光學元件材料對環(huán)境的光衰減和裂紋。此外,模塊設計還包括電路、電子控制設計、固定電流源、調光模塊DMX系統控制模塊、部分熱傳導設計、部分機構設計、設置設計等,必須滿足客戶功能要求,同時對LED光源元件不會造成加速損壞。最后是熱傳導(Thermal ConducTIvity)熱硬力及散熱設計(Thermal Management),力求在模塊端減少LED節(jié)點溫度,均勻快速地將熱集中區(qū)分散到各個表面,包括安全等絕緣設計考慮。