COMMB-LED高光效集成面光源技術(shù)介紹

一、技術(shù)背景

LED光源是21世紀光源市場(chǎng)的焦點(diǎn)，LED作為一種新型的節能、環(huán)保綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢，被稱(chēng)為第四代新光源革命。具有壽命長(cháng)、光效高、穩定性高、安全性好、無(wú)汞、無(wú)輻射、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。但高光效低成本的集成光源產(chǎn)業(yè)技術(shù)的缺乏,是目前制約國內外白光LED室內通用照明迅速發(fā)展的瓶頸，是亟待解決的共性關(guān)鍵問(wèn)題。

本封裝技術(shù)“COMMB-LED高光效集成面光源”是LED產(chǎn)業(yè)非常獨特、創(chuàng )新的一種技術(shù)形式，具有獨立自主知識產(chǎn)權，由眾多專(zhuān)利和軟件著(zhù)作權形成的專(zhuān)利集群化保護，其極高的性?xún)r(jià)比特性將逐漸成為整個(gè)LED室內照明光源的主流封裝技術(shù)。

COMMB-LED光源技術(shù)中文含義解釋為L(cháng)ED芯片直接貼在高反光率的鏡面金屬基板上的高光效集成面光源技術(shù)，此技術(shù)剔除了支架概念，無(wú)電鍍、無(wú)回流焊、無(wú)貼片工序，因此工序減少近三分之一，成本也節約了三分之一。

二、國內LED行業(yè)技術(shù)水平

目前，LED封裝形式多種多樣。但整體沿用半導體封裝工藝技術(shù)來(lái)適應，不同的應用場(chǎng)合、不同的外形尺寸、散熱方案和發(fā)光效果，其封裝形式也不同。LED按封裝形式分類(lèi)主要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED、COB LED等。

總的來(lái)說(shuō)， COB LED封裝技術(shù)是目前國內外產(chǎn)業(yè)界趨于認同的LED通用照明產(chǎn)業(yè)主流技術(shù)方案,全世界LED通用照明產(chǎn)業(yè)界都在努力尋求高性?xún)r(jià)比的生產(chǎn)方案。

但是，以上封裝形式無(wú)論何種LED都需要針對不同的運用場(chǎng)合和燈具類(lèi)型設計合理的封裝形式，因為只有性?xún)r(jià)比和光源綜合性能封裝好的才能成為終端的光源產(chǎn)品，才能獲得好的實(shí)際應用。與以上幾種封裝形式不同，由我公司39個(gè)專(zhuān)利群打造的高光效小功率型集成封裝室內照明光源，采用芯片與燈具的垂直整合封裝技術(shù)，自成一體，廣泛適用于室內照明如LED燈管，LED球泡，筒燈等。它具有集成化程度高，大大減少了封裝工序以及燈具組裝工序，提高了自動(dòng)化程度和運行效率，降低了成本，更提高了產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。不僅產(chǎn)品環(huán)保，而且生產(chǎn)過(guò)程也干凈，噪音低，無(wú)污染。

三、LED封裝光效發(fā)展趨勢

由上圖看出：2011年單顆LED光效已達到150Lm/W的封裝水平，預計到2013年將達到200Lm/W的水平.，將會(huì )是現熒光節能燈的3倍！因此高光效的使用功能障礙己消除，成本降低成為普及的主要障礙。

四、COMMB-LED技術(shù)的原理

本“高光效COMMB-LED面光源集成封裝技術(shù)”是COB LED封裝技術(shù)的深度挖掘后形成的新技術(shù)，采用高反光率的進(jìn)口鏡面鋁基板作為L(cháng)ED芯片直接承載體，通過(guò)獨立創(chuàng )新的絕緣注塑電極結構，LED固晶、焊線(xiàn)、點(diǎn)膠封裝工藝過(guò)程的全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng )新,利用自行研發(fā)的智能專(zhuān)機形成核心軟硬件專(zhuān)利技術(shù)，充分提高了芯片的激發(fā)效率，減少了光的損失和熱阻，剔除了復雜的碗杯注塑和PCB、SMT、回流焊等制程，滿(mǎn)足現LED行業(yè)的高效率集成化要求，創(chuàng )造性地解決室內通用照明高質(zhì)量長(cháng)壽命低成本的產(chǎn)業(yè)瓶頸。

五、COMMB-LED達到的技術(shù)水平

“高光效COMMB-LED面光源集成封裝技術(shù)”是在現有COB-LED封裝工藝基礎上進(jìn)行大膽創(chuàng )新創(chuàng )造而發(fā)展起來(lái)的一種新型COB-LED封裝光源技術(shù)。該技術(shù)充分結合室內通用照明的高光效.無(wú)眩光.無(wú)閃爍.高顯指的使用特點(diǎn)，從芯片到封裝再到燈具的全系統,全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行技術(shù)垂直整合；大大減少、優(yōu)化了工序，提高了集成化封裝效率，降低了成本，提高了可靠性，減少了設備一次性投資成本，使我國在白光LED封裝COB-LED技術(shù)領(lǐng)域沖破國外專(zhuān)利封裝跨入世界先進(jìn)行列,形成了中國獨有的COMMB-LED集成面光源技術(shù)。

六、COMMB LED技術(shù)產(chǎn)品封裝結構

目前LED燈管發(fā)光體中LED電極支架是發(fā)光芯片的承載體和電流引入器件，發(fā)光時(shí)熱量的主要外傳通道，是LED封裝中的核心功能性器件。原有結構采用的LED支架由銅板整體沖壓成形，再進(jìn)行電鍍銀的工藝方案。采取這種工藝技術(shù)，材料利用率較低。目前行業(yè)材料利用率僅為30%左右，浪費較大，致使LED產(chǎn)品成本高；另一方面，由于這種結構使芯片的出光效率較低，影響LED發(fā)光強度和使用壽命，影響了產(chǎn)品的廣泛使用，并且制作過(guò)程復雜、加工效率低。國內外均未找到理想的解決方案。

而本項目產(chǎn)品采用芯片直貼鋁線(xiàn)直串芯片電極和反光板垂直整合的光源封裝技術(shù)，不僅使傳熱通道上的熱阻減少30％，而且出光效率提升15％，制造成本下降30％，可靠性提升一倍，就整個(gè)燈管來(lái)說(shuō)減少了大量的具有強烈化學(xué)污染的PCB制程。

七、COMM與同行的工藝流程優(yōu)勢比較

1）LAMP—LED生產(chǎn)工藝流程：

2）SMD-LED工藝流程：

3）COB功率型平面光源產(chǎn)品工藝

4）本項目產(chǎn)品工藝

八、本專(zhuān)利技術(shù)的創(chuàng )新點(diǎn)，技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

1）本項目已形成一整套完善完整的產(chǎn)業(yè)化工藝，技術(shù)含量高，成熟。類(lèi)似于SMT產(chǎn)業(yè)的COB工藝，與同類(lèi)平面光源封裝形式比較，集成化程度更高，可靠性更高，效率大大提高，必將成為L(cháng)ED未來(lái)室內照明光源封裝的主流技術(shù)。

2）本工藝完全自主研發(fā)，獨立創(chuàng )新，從原材料控制到成品檢測工藝，已完全不同于支架式、SMD-LED式工藝，集COB封裝形式之集成化優(yōu)點(diǎn)，其工序大大減少，降低了勞動(dòng)強度，提高了生產(chǎn)效率。

3）本項目不僅產(chǎn)品節能環(huán)保，無(wú)輻射無(wú)汞，其生產(chǎn)過(guò)程也節能、環(huán)保，減少了PCB工藝中電鍍工藝的高耗能，高污染過(guò)程，不存在節能燈生產(chǎn)車(chē)間的高耗能，大量粉塵的空氣污染。

4）本工藝采用了特殊的進(jìn)口高反光率（發(fā)射率大于98%）的原材料基板，大大激發(fā)了芯片和熒光粉的出光效率，與同類(lèi)面光源比較，其光效提高了15%。

5）獨特的鋁線(xiàn)焊線(xiàn)技術(shù)，獨立自主開(kāi)發(fā)與之配套的軟件程序，減少了多次對點(diǎn)，提高了對點(diǎn)準確度和可靠性，提高了工作效率；增加工件的工作面積，提高了集成化程度。

6）面光源出光效果，得到更完美體現，與支架式、SMD點(diǎn)陣發(fā)光效果不同，更接近于普通日光燈面光源效果，且降低了眩光效果。

7）LED燈管及其制造方法，采用鏡面鋁板作為L(cháng)ED發(fā)光體的并聯(lián)線(xiàn)路承載體，可從方便地按發(fā)光體要求進(jìn)行配光曲面設計，使得笫二次配光的要求得已方便實(shí)現，并且簡(jiǎn)化了后續制作工藝，在保證光源板質(zhì)量的前提下降低了原材料成本，使出光端的出光效率得到有效提高。

8）取締了回流焊工藝，減少了死燈故障，提高了芯片壽命；取消了焊錫工藝，采用效率更高的微點(diǎn)焊技術(shù)，大大提高了燈管總裝的可靠性和效率。

九、項目技術(shù)創(chuàng )新難度

項目技術(shù)涵蓋光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、材料和機械等多學(xué)科交叉，涉及的技術(shù)門(mén)類(lèi)和專(zhuān)業(yè)知識面廣，是多學(xué)科多種技術(shù)相結合的集成創(chuàng )新工程，因此，不僅對理論知識要求較高，能創(chuàng )新性突破日美歐洲等西方發(fā)達國家在LED項目技術(shù)上的國際性專(zhuān)利封鎖，研發(fā)出擁有完全自主知識產(chǎn)權的LED燈管全產(chǎn)業(yè)鏈的工藝生產(chǎn)新工藝，成功解決LED燈管封裝出光效率提高，散熱性能改善和低成本制造叁大世界性難題，同時(shí)制造成本大幅度降低，體現出的卓越性?xún)r(jià)比特征，更可傲視LED燈管產(chǎn)業(yè)界。

十、COMMB LED封裝技術(shù)的目的和意義

目前，LED行業(yè)新成果不斷涌現，長(cháng)期困擾LED進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的發(fā)光效率問(wèn)題，顯色性問(wèn)題在近一年內有了突破性進(jìn)展，整個(gè)產(chǎn)業(yè)在世界范圍內正進(jìn)入一個(gè)井噴式發(fā)展時(shí)期。

與節能燈比, LED燈生產(chǎn)成本高出很多，由此導致銷(xiāo)售價(jià)格遠高于節能燈，該問(wèn)題一直困擾LED的普及推廣。為此，國內外LED產(chǎn)業(yè)界都在努力尋求高性?xún)r(jià)比（降低成本）的生產(chǎn)方案，本項目技術(shù)方案的最大特點(diǎn)實(shí)現規?；瘜?shí)施后，將使燈管、球泡類(lèi)產(chǎn)品成本下降30%以上，使LED燈具系統出現與傳統日光燈燈具系統的初期投入完全接近，將以最高性?xún)r(jià)比，成熟可靠的產(chǎn)品迅速占領(lǐng)國內外市場(chǎng)。

傳統的沖壓成型反光杯體封裝工藝是國內、國際通用的發(fā)光體生產(chǎn)方法，但其成本降低是可以預期的，要實(shí)現成本的大幅降低，現有的技術(shù)方案已無(wú)法實(shí)現實(shí)質(zhì)性改變，必須對現有工藝進(jìn)行革命性變革。我們經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)儲備和研究，將自主發(fā)明的LED面光源集成封裝專(zhuān)利技術(shù)，成功的運用于室內LED日光燈管的照明系統，由此實(shí)現對生產(chǎn)成本的大幅降低，將照明系統的成本控制在普通日光燈管照明燈具系統相近的水平，實(shí)現了LED進(jìn)入通用照明領(lǐng)域成本控制的世界性、歷史性突破，所體現出的卓越性?xún)r(jià)比特征，更可傲視LED產(chǎn)業(yè)界。這是對世界上現有的技術(shù)方案的創(chuàng )造性的變革，正是這一變革，形成了我國LED封裝產(chǎn)業(yè)超越世界水平的機會(huì )，這是中國LED燈管產(chǎn)業(yè)崛起歷史使命和神圣責任，也是本公司的十分重要的發(fā)展機遇?，F該方案已形成小批量生產(chǎn)，充分證明擬實(shí)施的項目產(chǎn)品，已完全具有產(chǎn)業(yè)化、規?；a(chǎn)的條件。

對于該核心技術(shù)方案，我們建立了完善的專(zhuān)利壁壘，實(shí)現了從產(chǎn)品到工裝，再到投巨資研發(fā)的核心專(zhuān)用設備和配套的軟件開(kāi)發(fā)，都進(jìn)行了完整的、系統的專(zhuān)利保護。

LED光源在國內約有1000億人民幣的市場(chǎng)，全世界的市場(chǎng)規模約800億美元。我公司運用專(zhuān)利集群所制造的產(chǎn)品——LED光源，具有形式靈活，適用范圍廣的特點(diǎn)?？梢詮V泛用于LED燈管、球泡、射燈、路燈、筒燈、面板燈等等等，不僅可以替代目前運用于室外輪廓的護欄管燈具，更是普通照明中的熒光燈管的換代產(chǎn)品。目前公司選擇LED面光源作為企業(yè)發(fā)展的支柱性項目產(chǎn)品，具有廣闊是市場(chǎng)空間，該產(chǎn)品的應用產(chǎn)品LED燈管直接生產(chǎn)成本約為75元/只，計劃將產(chǎn)品零售價(jià)控制在每只100元人民幣，（同等燈管目前行業(yè)每支125元的平均生產(chǎn)成本價(jià)，市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)160元人民幣/只）。因此，短時(shí)間內迅速占領(lǐng)市場(chǎng)、建立品牌，成為行業(yè)龍頭企業(yè)是完全可以實(shí)現的。而且隨著(zhù)生產(chǎn)規模的擴大和采購體系的完善，在保證利潤完全實(shí)現的前提下，將零售價(jià)控制在60元人民幣以?xún)仁峭耆梢詫?shí)現的。因此本項目的提出和產(chǎn)品市場(chǎng)化將對社會(huì )新型光源的迅速普及有著(zhù)非常重要的戰略意義。

本封裝技術(shù)典型應用產(chǎn)品LED日光燈特點(diǎn)：

無(wú)需起輝器和鎮流器，啟動(dòng)快，無(wú)頻閃，不容易視疲勞。

發(fā)光效率高，無(wú)汞無(wú)污染，耐振動(dòng)。

實(shí)現運用中國國產(chǎn)芯片制造出90 Lm/w集成封裝行業(yè)領(lǐng)先水平，顯指達到75以上；

與同類(lèi)面光源比較，光帶更寬，光效更高，光強更強，發(fā)光更均勻，可靠性更高。

燈具系統的初裝成本已接近熒光光燈系統的成本。

項目應用產(chǎn)品日光燈管的特性參數

產(chǎn)品型號: KX-T5-1.2M-13W

功率:13W 輸入電壓(AC):AC110-260V

色溫:3000-7000K 工作濕度:＞95%

顯色指數: 大于75 工作溫度:35～45℃

發(fā)光角度：120±5° 壽命：＞5萬(wàn)小時(shí)

光通量：＞1200LM 環(huán)境溫度:-20～+50℃　

照度:≥80 Lux/2.3 m2 相當于T8日光燈: 40W