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自白光發(fā)光二極管以來(lái)(led)2000年達(dá)到每瓦15~20流明水平后,各國(guó)開(kāi)始積極對(duì)待LED投資研發(fā)制造,相關(guān)市場(chǎng)營(yíng)銷、技術(shù)評(píng)估機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)界積極解碼未來(lái)產(chǎn)品,探索其奧秘和商業(yè)價(jià)值,并提出負(fù)面問(wèn)題或爆炸性前瞻性預(yù)測(cè)。
然而,隨著能源短缺、地球暖化、能源材料價(jià)格上漲等因素國(guó)政府越來(lái)越重視LED二是隨著2003年手機(jī)白色背光的廣泛應(yīng)用,藍(lán)光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生白光LED更因?yàn)槭袌?chǎng)價(jià)值LED應(yīng)用于后燈可以實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng),減少更換和設(shè)計(jì),增加工業(yè)產(chǎn)品美學(xué)的新思維,逐步探索另一個(gè)市場(chǎng)應(yīng)用機(jī)會(huì),鼓勵(lì)相關(guān)供應(yīng)鏈制造商的研發(fā)投資。
雖然在2003年時(shí),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(guān)注LED對(duì)傳統(tǒng)光源的未來(lái)和威脅。
表1 OIDA對(duì)于2002~2020年LED效能預(yù)估
根據(jù)美國(guó)光電子工業(yè)協(xié)會(huì)(OIDA)今年的預(yù)測(cè)和估計(jì),即使是今年LED它已經(jīng)達(dá)到了10美元/千流明,但對(duì)于整個(gè)燈泡或燈具來(lái)說(shuō),達(dá)到10美元/千流明還有很長(zhǎng)的路要走,尤其是添加了演色性(CRI)需求、光源效率和市場(chǎng)價(jià)格將是供應(yīng)鏈制造商必須共同解決的主要問(wèn)題。
雖然LED應(yīng)用廣泛,各應(yīng)用行業(yè)將面臨不同程度的技術(shù)問(wèn)題。在這里,我們只提出照明應(yīng)用的設(shè)計(jì),以加快速度LED照明行業(yè)綜合發(fā)展的質(zhì)量和速度。
LED燈具供應(yīng)商主導(dǎo)行業(yè)規(guī)范
要成功開(kāi)發(fā)一個(gè)LED照明產(chǎn)品需要注意的事項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜和復(fù)雜,三到五個(gè)貿(mào)易公司可能會(huì)帶來(lái)營(yíng)業(yè)利潤(rùn),但在世界標(biāo)準(zhǔn)逐一發(fā)布后,也提高了進(jìn)入門檻,同時(shí)篩選出體質(zhì)差的應(yīng)用工廠,甚至由于成本結(jié)構(gòu)的普及,使LED照明逐漸集中在專業(yè)技術(shù)和專業(yè)OEM制造的領(lǐng)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(shù)深度和整合能力,作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。2009年至2012年,各階段開(kāi)發(fā)的技術(shù)深度和廣度將成功進(jìn)入LED由于標(biāo)準(zhǔn)不完善,市場(chǎng)需求決定了供應(yīng)商能夠提供的解決方案。
芯片/取決于芯片/封裝過(guò)程的搭配效率
從片開(kāi)發(fā),從覆晶(Flip Chip)飛利浦等垂直芯片(VerTIcle)式芯片如Cree、SemiLEDs,正負(fù)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(jié)構(gòu)位置和形成方式或多或少會(huì)影響出光效率、出光角、熱傳導(dǎo)和節(jié)點(diǎn)(Tj)溫度、固晶材料、固晶方法、硬拉力推力、焊線參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專利問(wèn)題。芯片與后續(xù)包裝工藝之間的關(guān)系,決定LED照明產(chǎn)品一半以上的良率,開(kāi)發(fā)LED照明應(yīng)用必須了解細(xì)節(jié)差異,作為設(shè)計(jì)判斷的依據(jù),目前還沒(méi)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(chǎng)需求。
影響多種因素LED封裝性能
至于包裝開(kāi)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(shè)計(jì)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(fù)合板等材料的差異,包括上述材料機(jī)械結(jié)構(gòu)與光、環(huán)境(如濕度、溫度等)的相互作用。
光相關(guān)工藝設(shè)計(jì)
固晶焊接面積位置、尺寸設(shè)計(jì)、固晶焊接面積、固晶方法(硅絕緣膠、銀導(dǎo)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(zhǎng)搭配、濃度搭配、涂裝方法、操作時(shí)間和沉淀控制。
色溫/電壓/亮度/進(jìn)色分布
都會(huì)影響出光效率、壽命、質(zhì)量等,但不同芯片的選擇會(huì)使所有影響因素必然全部或部分重新評(píng)估。
光源元件設(shè)計(jì)/選擇不容忽視
2 產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和模具組裝3D充分了解施工LED光源特性、光機(jī)電熱,加上計(jì)算機(jī)對(duì)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(shí)才決定LED光源元件(1),下一步是:二次光學(xué)透鏡和反射鏡的設(shè)計(jì),以滿足不同應(yīng)用要求的光型、光強(qiáng)分布或光學(xué)元件材料對(duì)環(huán)境的光衰減和裂紋。此外,模塊設(shè)計(jì)還包括電路、電子控制設(shè)計(jì)、固定電流源、調(diào)光模塊DMX系統(tǒng)控制模塊、部分熱傳導(dǎo)設(shè)計(jì)、部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)置設(shè)計(jì)等,必須滿足客戶功能要求,同時(shí)對(duì)LED光源元件不會(huì)造成加速損壞。最后是熱傳導(dǎo)(Thermal ConducTIvity)熱硬力及散熱設(shè)計(jì)(Thermal Management),力求在模塊端減少LED節(jié)點(diǎn)溫度,均勻快速地將熱集中區(qū)分散到各個(gè)表面,包括安全等絕緣設(shè)計(jì)考慮。