- 1.功率型LED芯片的产业化关键技术
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功率型LED芯片的产业化关键技术包括以下四个重要环节:
(1)通过加大工作电流提高芯片的整体功率;
(2)采用新型的封装结构提高光电功率转换效率;
(3)设计新的芯片结构以提高取光效率;
(4)采用导 热和光学性能优良的材料,在大电流下降低芯片结温。
四个环节相辅相成,共同推动功率型LED的大规模产业化,构成半导体照明的核心力量。
- 2.为什么选择旭明(SemiLEDs)芯片?
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旭明芯片整体性价比非常高,是市场公认的几大高端品牌之一,具有以下优点:
①光效高、照度高
②散热快、光衰低
③电压低、赖高电流冲击。
- 3.大功率LED产业简史
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功率型LED器件的研发起始于上世纪90年代中后期,超高亮度InGaAIP红黄光与InGaN蓝绿光器件的研制成功与迅猛发展,为功率型器件的开发奠定了基础。首先是美国的HP公司通过将GaP晶片直接键合于InGaAIP红黄光LED芯片,制成透明衬底(TS)的“食人鱼”型大功率器件,其正向工作电流达70mA,耗散功率大于150mW,最高量子效率超过50%,波长611nm的LED器件的流明效率可达102lm/W。
本世纪初,HP公司推出了TS倒梯形结构的功率型大面积芯片,工作电流可进一步增大至500mA,发光通量大于60lm。以脉冲方式工作时,则可达140lm。
德国Osram公司通过在器件表面制作纹理结构,于2001年研制出新一代功率型LED芯片,获得了大于50%的外量子效率,其基本性能与TS结构的LED相当。目前,该器件的制作工艺已大为简化,可批量生产。
对于GaN基蓝绿光器件,美国Lumileds公司于2001成功研制了倒装芯片结构的AIGaInN的功率型器件。当该器件的正向电流为1A,正向电压为3.3V时,光输出功率达400mW。据可靠性试验表明,该器件性能极为稳定。
同时,美国Cree公司开发了背面出光功率型的AIGalnN/SiC LED芯片结构,该器件的芯片尺寸达0.9mm×0.9mm,采用米字型电极,其工作电流为400mA时,输出光功率达到250mW。
我国台湾省是世界上开发生产各类LED器件的主要地区之一。继国联光电研制成GB大功率InGa-AIPLED之后,光鼎电子也成功开发了白光与各种色光的功率型LED器件,并投入了批量生产。这类器件在不附加额外热时,可通过150mA的工作电流,红、黄、蓝绿光的光通量分别为4~6lm与2~4lm。
到2004年全国已有LED各类企业约3500余家,从业人员50余万人,LED器件产量超过400亿只/年,年市场规模大于300亿人民币。目前市场主要集中在珠江三角区域及长江三角区域等制造业发达的地区,市场份额占到全国各类LED应用市场的95%以上。
- 4.国内LED产业现状
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全国LED企业99%的厂家都从事后道封装生产,所需芯片几乎全部从国外进口。“九五”以来通过技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术,使得我国LED的生产技术向前跨进了一步。GaAs和GaP单晶、GaP、AlGaAs液相外延、LED芯片制造已达到小批量生产能力。
近年来,我国LED产业平均增长率大于30%。1998年实现销售收入22.44亿元,产量约为65亿只,产值达35亿元,初步形成了产业规模。
在众多生产商中,后道封装厂主要有佛山光电、厦门华联、苏州半导体厂、深圳奥伦德电子等20余家,但中小型封装厂家在珠江三角洲就有300多家;
在芯片制作方面有主要有5家,深圳奥伦德、南昌欣磊、厦门三安是目前仅有的能够批量供应芯片的厂商,每月累计产量仅达1000KK只,供不应求。
- 5.国家半导体照明工程
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2003年6月17日,“国家半导体照明工程”协调领导小组召开了第一次电视电话会议,“国家半导体照明工程”正式启动。
2004年3月22日,协调领导小组与中国照明电器协会联合主办了“2004年中国国际半导体照明论坛”。批准建立上海、厦门、大连、南昌四个半导体照明基地。
2005年4月,深圳成为第5个国家半导体照明产业基地。2004年深圳LED产值已超过50亿元,有些企业的产值高达10亿元,分布在上、中、下游产业链上的企业有300多家。
国家计委、科技部发布的“国家优先发展的高技术产业化重点领域指南”中指出,功率型LED是光电器件,是新型电子显示器件,是国家优先支持的重点产业。InGaAlAs四元素红、绿、黄色超高亮度外延片是超高亮度LED的关键材料,是国家重点支持的产业。
- 6.造成LED损坏的6个原因
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LED节能照明已基本得到推广,主要应用于商业照明与家庭照明为主。对于造成LED损坏的原因,主要是由于LED芯片内部被电流击伤击毁,具体原因如下:
1、供电电压的突然升高。让供电电源 电压突然升高的原因就很多了,例如电源的质量问题,或者用户的不当使用等等原因都可能让供电的电源电压突然升高。
2、线路中某个元件或印制线条或其它导线的短路而形成LED供电通路的局部短路,使这个地方的电压增高。
3、某个LED因为自身的质量原因损坏因而形成短路,它原有的电压降就转嫁到其它LED上。
4、灯具内温度过高,使LED的特性变坏。
5、灯具内部进了水,造成LED短路。
6、在装配LED时没有做好防静电工作,使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值,也是极易造成LED的损坏。
以上出现的原因通常会使LED电流上升,LED芯片因过热而衩烧毁。通常情况下,LED烧毁后会出现两种情况:一是LED不亮,对其它LED与电源不造成很大危害;一是LED形成短路,使其它LED由于电流过高而烧毁,以及LED电源也因LED短路成受到危害。因此,对LED的保护是很重要的。核心力量。
- 7.LED封装之5种LED封装方式
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相信大家对“LED封装”这词并不陌生,特别是近年来对LED封装厂开的新闻报道更是不少。
LED封装就是保护LED芯片不受外界环境的影响和提高器件导热能力的作用,此外更重要的作用是提高LED芯片出光效率,并实现特定的光学分布,输出可见光。
那么,LED有哪几种封装方式?总结出来,LED有5种封装方式:
1、引脚式(Lamp)LED封装。
2、表面组装(贴片)式(SMT-LED)封装。
3、板上芯片直装式(COB)LED封装。
4、系统封装式(SiP)LED封装。
5. LED晶片键合和LED芯片键合。
- 8.LED结温考验LED寿命
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LED结温与LED半导体的P-N结有很大关系,严格意义上讲,LED半导体的P-N结区的温度定义为LED结温。由于LED半导体元件芯片尺寸小,当电流通过LED芯片元件时,P-N结温度上升,因而把LED芯片温度视之为LED结温。
LED半导体的P-N结是由LED芯片内部的P型半导体与N型半导体连接形成的。由于LED通电,电流通过LED芯片的P-N结,P-N结的温度将上升,导致LED芯片温度上升,随着LED芯片温度上升,对LED光源发光亮度与LED寿命形成重大考验。
LED由于发光亮度高、功耗低、寿命长,节能环保等特点,被广泛应用到道路照明、家庭室内照明、公共场所照明、LED显示屏、LED广告、汽车照明、仪器仪表等领域。
- 9.LED照明灯具产业发展市场动态分析
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LED照明已得到大家的认可,并且政府也都大力推动LED照明的发展,LED照明灯具产业正大步向前发展,LED灯具也从最初的替代接受阶段到后来的智能控制阶段,显现出绿色照明的发展趋势。
LED灯具替代接受阶段:
LED灯具具有低碳环保、节能、长寿命等特点,越来越多市场接受它,尤其是在商用照明,已有替代传统光源趋势。
LED灯具实用新型阶段:
市场对LED灯具产品有了一定的认可和接受,LED灯具的环保、体积小、高可靠性等其他特性逐渐显现出来;LED灯具行业也会出现更大更广的一个发展应用空间。随着城市文化建设日益受到重视,LED光源不仅仅起到照明作用,LED灯具也投入到街道灯饰美化城市,也因此,更多厂商越来越注重LED灯具设计应用。
LED灯具智能控制阶段:
随着科学技术的发展,LED半导体产业逐渐与联网等新技术连接,LED发挥出其高可控性特点。从家庭到办公楼,从道路到隧道,从汽车到步行,从辅助照明到主照明,具备智能控制的LED照明灯具系统将给人类带来更高等级的服务。
随着LED照明灯具产业发展,LED照明灯具产业也将由做LED产品,到设计LED产品,再到提供整体解决方案的市场发展历程。