LED半導(dǎo)體照明創(chuàng)新方案與制定相應(yīng)標準的建議

1、LED半導(dǎo)體照明創(chuàng)新方案與制定相應(yīng)標準的建議夏志清:LED半導(dǎo)體照明創(chuàng)新方案與制定相應(yīng)標準的建議文章編號:10066268(2007)01005803LED半導(dǎo)體照明創(chuàng)新方案與制定相應(yīng)標準的建議夏志清(武漢市維新光電子有限責任公司.武漢430032)摘要:介紹了作者所在單位開發(fā)的Dcjc-s(疊層結(jié)構(gòu))技術(shù)在大功率LED封裝上的應(yīng)用半導(dǎo)體照明創(chuàng)新方案與制定相應(yīng)標準的建議.關(guān)鍵詞:照明;標準;建議中圖分類號:TN383文獻標識碼:ALEDSemiconductorIlluminationTrendsettingSchemeandtheSuggestionWorkingOuttheCorrespo

2、ndingStandardXlAZhi-qing(WuhanWeixinOpticalElectronicsCo.,Ltd,Wuhan430032,China)Abstract:HaveintroduceddevelopmentauthorunittowhichonebelongsDCJGS(1aminationstructure)technologypretendingoninhigh-powerLEDpackagesonapplicationLEDsemiconductorilluminationtrendsettingschemeandthesuggestionworkingoutthe

3、correspondingstandard.Keywo(ds:illumination;standard;suggestion1LED半導(dǎo)體照明簡述LED半導(dǎo)體在照明領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,可能是繼白熾燈發(fā)明以來最重要的技術(shù)革命.由于半導(dǎo)體材料可直接將電能轉(zhuǎn)換為光能,所以LED半導(dǎo)體照明與傳統(tǒng)照明光源最大的不同在于它的光能不是由熱能轉(zhuǎn)化而來的,是真正意義上的綠色光源,具有壽命長,能耗低,發(fā)光效率高,穩(wěn)定性好,無頻閃以及無紅外線和紫外線輻射等優(yōu)點,并且發(fā)出的光色純凈.LED半導(dǎo)體照明與傳統(tǒng)意義上的白熾燈,熒光燈,高壓鈉燈等在原理上,結(jié)構(gòu)上,組合上具有根本性的區(qū)別,因此,在LED半導(dǎo)體照明燈的設(shè)計,標準

4、的問題上要充分考慮LED半導(dǎo)體照明燈的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),封裝形式,散熱方式,可靠性等特點,通過制定或修訂標準對產(chǎn)品設(shè)計和工程方案進行規(guī)范,從而引導(dǎo)這個新興行業(yè)(產(chǎn)品)由無序,無標準狀態(tài)變?yōu)橛行?有標準地進入市場.2LED發(fā)光特性LED半導(dǎo)體在正向偏壓下發(fā)光是通過電子與空穴的復(fù)合運動,將復(fù)合的能量以光(有效復(fù)合)或熱58現(xiàn)代顯示AdvancedDisplayJan2007,總第71期收稿日期:20061115夏志清:LED半導(dǎo)體照明創(chuàng)新方案與制定相應(yīng)標準的建議(無效復(fù)合)的形式釋放,發(fā)出的光場呈扇形分布,發(fā)光強度略大于最大強度的一半之處所構(gòu)成的角度稱為半強度角日,2,是典型的點光源和高指向性光源(如圖1

5、所示).如果將多個LED芯片封裝在一個面板上,那么就構(gòu)成了面光源,但仍具有高指向性(如圖2所示),距離照明需求的散光源還有一定的差距.雖然可以在封裝時加上散射劑以及光學(xué)透鏡處理來促進散射問題,但在大功率LED發(fā)光芯片的散熱及發(fā)光效率的處理上又存在著尋求理想解決方案的難題.-圖1用于照明光源的LED圖2由多個LED組成的面光源現(xiàn)在用于照明的大功率發(fā)光管有,LED1W3W,5W等規(guī)格,由于是高發(fā)光強度的點光源和嵩指向性光源,對人眼視網(wǎng)膜造成傷害的問題不容忽視.因此,在大功率照明光源設(shè)計,創(chuàng)新中就要有新的思路,并制定新的標準規(guī)范.3LED線型光源設(shè)計為適應(yīng)通用照明的需要,LED半導(dǎo)體照明光源迫切需要

6、解決散熱問題,特別是LED多芯封裝或多個LED燈管集成燈具的散熱問題.據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,大約70%的故障是由于LED的結(jié)溫過高造成的.在負載為額定功率一半的情況下,溫度每升高20,故障就上升一倍,可見,LED熱阻嚴重地影路板垂直安裝的一種設(shè)計,LED芯片支架并列在線路板的兩面,芯片兩極的連線分別焊在兩個支架上,兩端的LED芯片支架通過導(dǎo)熱的絕緣墊片與外掛散熱體連接.由于采用以上設(shè)計思路,芯片與外掛散熱體的熱阻變小,同時支架本身也是良好的熱導(dǎo)體,所以采用小功率芯片線型集成封裝,其熱效應(yīng)低,光效高.通過這種聚小成大的設(shè)計,不僅實現(xiàn)了大功率LED燈的光強度,而且有效地避免了形成點光源,自然也就避免了對

7、人眼視網(wǎng)膜的傷害.圖4給出的是一個環(huán)形LED芯片封裝,它所實現(xiàn)的就是LED照明散光源效果,它所形成的光源場大于180.這就為LED用于普通照明開辟了一個全新的思路,在這個基礎(chǔ)上我們進一步完善方案,可以取得更佳的效果.圖4JaR2o,總第7l期4制定LED半導(dǎo)體照明光源標準的建議(1)現(xiàn)有LED半導(dǎo)體照明的設(shè)計仍沿用傳統(tǒng)照明設(shè)計思路是不可取的.傳統(tǒng)照明是由燈絲或其它電致發(fā)光材料發(fā)光,較少考慮散熱問題,與LED照明通過電子注入與空穴復(fù)合發(fā)光完全是兩種發(fā)光原理.因此,半導(dǎo)體LED照明標準不應(yīng)沿用燈泡,燈管,燈座,燈罩的概念,而應(yīng)該是由發(fā)光體,散熱體,電源組,光學(xué)組件構(gòu)成發(fā)光引擎.低照度二極管可采用現(xiàn)

8、行二極管的標準,而大功率(大于1W),高流明(根據(jù)LED的發(fā)展,單顆LED芯片可達到2001m/W)的LED發(fā)光管則應(yīng)有相應(yīng)標準規(guī)定,為避免或盡量減小大功率點光源對人眼視網(wǎng)膜造成的傷害,還建議制定對大功率點光源發(fā)光強度的限制標準,對未經(jīng)過良好光學(xué)設(shè)計,不具備綠色照明效果的LED照明亮出市場準入的紅燈,同時對LED點光源,面光源,線型光源進行標準定義和合規(guī)定光學(xué)設(shè)計標;隹.(2)LED發(fā)光體電學(xué)指標,光學(xué)指標,熱學(xué)指標中應(yīng)重點強調(diào)發(fā)光強度的空間分布:可否把視角小于60.在標準上納入射燈范圍:把60.一12O.納入一般照明范圍:把>120.納入通用照明范圍.另外,對LED結(jié)溫測定中應(yīng)

9、規(guī)定結(jié)溫許可值<80oC,用以保證產(chǎn)品的設(shè)計壽命和光效,同時應(yīng)增加熱量管理指標,防止LED由于過熱而造成失效.熱量管理中,對散熱指標給出推薦性的結(jié)構(gòu)尺寸,如點光源基板尺寸,散熱體散熱面積等,如有可能,還可建立LED常規(guī)基板標準,支架標準(推薦采用專利),使行業(yè)規(guī)?；a(chǎn)有標準可循.5結(jié)束語半導(dǎo)體LED照明是照明領(lǐng)域的新生事物,制定相關(guān)的標準將給照明史樹立新的里程碑,促進LED照明行業(yè)規(guī)范快速地發(fā)展.作者簡介:夏志清(1965一),男,湖北新洲人,1985年畢業(yè)于華中師范大學(xué)物理系,本科學(xué)士學(xué)位,E-mail:Wangjiali200206111163 o+¨+¨

10、;+”+¨+¨+”+.+”+”“+?+¨+”+”十¨+”+.十”+-.+¨十”+”+¨十”+”+_+.+.+”+_+¨+”+.,誠聘,4.-t1-華剛光電I上海)1-十+i+工華剛光電1982年成立于香港,2005年LED模塊事業(yè)部取得ISO/TS16949認證,產(chǎn)品包括全彩顯示屏,信息顯示板,交通燈,汽車照明,鐵路信號燈及特殊照明,其產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)達國際先進水平,處于國工+內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先地位.t華剛(上海)現(xiàn)急聘如下人員:t下1.封裝工程師(一名),背光源工程師(一名),均要求具備1年以上相關(guān)工作經(jīng)驗,具有團隊合作精神i2.業(yè)務(wù)人員(若干名),性格開朗,語言表達能力及應(yīng)變能力強,有一定的專業(yè)知識,熟悉市場.土阜以上人員要求長期在上海工作,性別,學(xué)歷不限,有意者請將個人簡歷按以下方式投遞至華剛光電(上十海),我們會盡快聯(lián)系您.+ii聯(lián)系人:曹小姐; :(86)21-52831808.528318