关于大功率 LED 封装技术标准的一些看法和建议
刘胜 罗小兵 陈明祥 甘志银 武汉光电国家实验室 华中科技大学能源与动力工程学院 华中科技大学徽系统研究中心
(2006-11-17)已有人阅读此文
一、 背景
- LED 的巨大市场驱动导致大量的企业参与
- 利润驱使，市场参差不齐，大部分技术含量低，无核心知识产权－有必要提高准入门槛，建立标准体系
- 老的标准比如封装技术标准，由于技术更新，已经无法满足现有的需要
- LED 的新标准必然使我国半导体市场进一步优胜劣汰，更趋良性化
二、 LED 照明和传统照明的比较 -- 哪里需要标准？
1 、 LED 照明系统不可缺少的几个方面：
- 照明智能控制
- 颜色修正
- 设计自由度
- 模块化 & 标准化
- 易于替换和维护
- 系统效率的最大化
- 低成本
2 、 LED 封装的四项功能：
- 单个 LED 芯片封装与 COB/SIP
- 功率分配：直流 / 交流，电源驱动 电流 / 电压，闭环控制， ASIC
- 信号分配：电流和光
- 热管理：冷却，寿命
- 机械保护：分层、开裂
三、 技术决定了标准
A. 芯片技术的提升会使得封装技术标准发生改变：
- 芯片内光效的提高会改变封装技术标准－散热和材料等的要求会完全改变
- 芯片节点允许温度的提高也会彻底改变封装技术标准
- 直接白光芯片技术也将使得封装简单，彻底改变封装技术标准
- 更多芯片技术 ……
B. 封装技术的改进也会使得技术标准发生改变：
- 散热技术的提高： 高效散热－适用于 LED 中端和高端应用，回避了目前大功率型 LED 采用热管和翅片的技术思路，解决了容积大等问题！
- 封装光学设计的优化
- 大功率 LED 封装电学设计和机械设计：
- 更多封装技术
四、大功率 LED 封装中的技术标准问题
1 、哪些指标反映了封装技术？
- 单位面积光效，单位容积光效 -- 同时反映了发光效率和芯片的封装尺寸；
- 色温 — 光的质量；
- 寿命 — 封装的整体质量；
- 显色指数 — 光的质量；
- 流明效率；
- 封装热阻 — 反映了可靠性的一个量，是一个过程量；
- 色温变化 —1000 小时电老化试验后，反映可靠性的量；
- 工作温度范围；
- 其他
2 、如何定义和选择？
- 技术参数和标准的制定要依据用户的需求来；
- 技术参数和标准的制定要依据应用需求情况表；
- 技术参数和标准的制定要考虑中国的封装技术实力
3 、 LED 寿命及可靠性测试
- 高温试验
- 高温高压冲击启动试验
- 低温高压冲击启动试验
- 低温试验
- 振动试验
- 寿命试验
- 老化试验
- 其他试验
五、总结：
- 技术决定了标准，要制定适合我国国情的封装标准，必须对现有的芯片和封装技术有所了解，既反映了一定的技术水平，也不能压制我国 LED 封装水平的提高；
- 封装的技术标准的制定必须结合用户的需求，考虑用户的需求，同时也要考虑促进 LED 产业的健康和持续发展；
- 封装后的可靠性测试需要结合现有灯具的措施，但要考虑 LED 自身的特点来制定测试标准
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