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2013年7月我国LED照明行业的发展机遇分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-07-15 来源:中国行业研究网浏览次数:19

 在传统LED显示屏领域,各种室内外LED显示屏关键技术基本成熟,产品整机在可靠性和工艺水平方面不断改进和完善,形成了标准化系列产品。行业整体技术创新方向主要集中在大屏幕控制、高密度显示新产品开发、特殊项目异形工程化设计、LED显示应用拓展产品以及产品可靠性、节能等方面。同时,全彩色室内外显示屏得到广泛应用,室外高清晰度全彩表贴技术与产品日趋成熟。

 随着技术的不断创新,LED上游产业发展对显示应用产业的发展促进作用明显,应用于重大工程、满足特殊需求的综合技术工程能力增强。室内高密度、小间距LED显示屏挑战DLP背投、LCD等,从P2.5到P1.8再到P1.5,广泛应用于广电、道路交通指挥、公安监控、电力系统、军事、水利、城市管理等各个行业。2012年6月欧洲杯上,中国LED显示企业再次展示了中国LED显示产品的风采,又一次让“中国制造”站在了世界舞台的中心。2012年春晚,由LED显示屏组成的360度梦幻舞台,呈现了一场视觉盛宴。

 因此,整个产业对材料器件的需求也有了新的变化。在芯片器件方面,对表贴器件的需求不断提升,且要求波长离散小、色彩一致性强;抗静电能力强,可靠性高;性价比高,便于成本控制。在驱动元件方面,对刷新频率和智能控制有了更高的要求。在电源系统方面,则要求节能、可靠,能实现冗余备份。

高压芯片推广亟须产业链配合

 HV芯片的优点主要表现在以下几个方面:减少了芯片固晶、打线的数量,降低失效概率,降低封装成本;单颗芯片内形成多颗微晶集成,避免了芯片间BIN内波长、电压、亮度跨度带来的一致性问题;芯片由于自身的工作高电压,容易实现封装成品工作电压接近市电,提高了驱动电源的转换效率;工作电流低,降低了成品应用中的线路损耗;小电流驱动,光效高,减轻了散热压力;无需变压器,避免了变压器上的能量损耗,降低了成本,节约了驱动空间,方便灯具设计。

 GaN基LED在照明领域取得了前所未有的进步,其光效和价格是LED能否得到快速推广的关键因素。蓝宝石衬底的正装结构LED以工艺简单、成本相对较低一直是GaN基LED的主流结构。我国台湾晶元光电最早推出HVLED,发光效率可达到160lm/W以上。中国大陆的迪源光电在大陆率先实现了HV芯片的量产,所开发的HV芯片封装后,光效超过110lm/W。但是,目前HV芯片还没有大面积普及,封装企业对HV芯片的需求较少,而HV芯片配光应用的整体方案才能突显HV芯片的优势。因此,HV芯片的制作与生产只是其中一个方面,更重要的是与设计、封装、应用等环节相结合,做好与应用端客户的对接和匹配工作,才能使HV芯片得以广泛推广。

 传统正装结构芯片仍是当前的主流结构,未来的主流结构还不明朗。而HVLED使LED照明灯具设计进一步简便和轻薄化,符合灯具发展的方向,有望成为未来LED芯片市场的重要组成部分。

 新型封装有讲究

 硅衬底垂直芯片采用银作为P电极,相比蓝宝石芯片采用ITO做P电极,导电性能提高10倍以上,因此具有良好的电流扩散特性,具备低电压、高光效的特点,可以在大电流下工作。硅的导热系数是蓝宝石的5倍,良好的散热性使硅衬底LED具有高性能和长寿命。同时,硅具备理想的热延展性,高温下仍可保持优良的可靠性。另外,硅衬底可以实现无损剥离,消除了基板和氮化镓材料层的应力。其N面朝上,单面出光,无侧光,发光形貌为朗伯分布,容易匹配二次光学,更适合指向性照明。

 基于此,硅衬底垂直芯片在封装时,一般采用陶瓷基板作为热导和电性载体,可以获得优越的热电效应。底部镀金适合银浆固晶工艺,底部金锡合金适合共晶工艺。P电极与基板贴切接触,热阻小,可耐大电流使用。焊线少且短,性能稳定。Molding光学Lens可以选择30度到140度之间,指向性发光特点更突出。

 倒装芯片正面无Finger线,发光面积大,亮度更高。采用银反射镜电极,导电率大于ITO,电流分布更均匀,可以在大电流下工作。芯片和基板用金属AuSn合金联接,导热更好。无金线焊接工艺,具有更高的可靠性。

 在倒装芯片封装时,也是选取陶瓷基板作为热导和电性载体,可以获得优越的热电效应,当然也可以用金属铜作为基板。芯片底部多为纯锡或者金锡合金,适合共晶。P-N电极距离近,容易短路,工艺要求高。同时P-N电极与基板无缝连接,热阻小,可耐大电流使用。无焊线,性能更稳定。可选用Molding光学Lens,也可以选择SMD和COB封装。

微热管阵列解决散热难题

 相对传统光源,LED具有长寿命、响应快、潜在高光效、体积小以及窄光谱等优点,但也正是由于其体积小、高光效的特点,使得LED仍存在应用的障碍——散热问题。以目前的半导体制造技术,大功率LED只能将约15%的输入功率转化为光能,而其余85%转化成了热能。而散热不良将导致芯片加速老化,严重减少LED的寿命。所以,LED芯片散热问题成了当前LED技术在照明工程中应用的障碍。

 
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关键词: LED LED照明 LED行业
 
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