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(jì)光源市場的焦點(diǎn)，LED作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢，被稱為第四代新光源革命。具有壽命長、光效高、穩(wěn)定性高、安全性好、無汞、無輻射、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(nèi)外白光LED室內(nèi)通用照明迅速發(fā)展的瓶頸，是亟待解決的共性關(guān)鍵問題。

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(dú)特、創(chuàng)新的一種技術(shù)形式，具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，由眾多專利和軟件著作權(quán)形成的專利集群化保護(hù)，其極高的性價(jià)比特性將逐漸成為整個(gè)LED室內(nèi)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LED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，無電鍍、無回流焊、無貼片工序，因此工序減少近三分之一，成本也節(jié)約了三分之一。

二、國內(nèi)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(dǎo)體封裝工藝技術(shù)來適應(yīng)，不同的應(yīng)用場合、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按封裝形式分類主要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED、COB LED等。

總的來說， COB LED封裝技術(shù)是目前國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界趨于認(rèn)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價(jià)比的生產(chǎn)方案。

但是，以上封裝形式無論何種LED都需要針對(duì)不同的運(yùn)用場合和燈具類型設(shè)計(jì)合理的封裝形式，因?yàn)橹挥行詢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(yīng)用。與以上幾種封裝形式不同，由我公司39個(gè)專利群打造的高光效小功率型集成封裝室內(nèi)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(nèi)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(yùn)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)過程也干凈，噪音低，無污染。

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(dá)到150Lm/W的封裝水平，預(yù)計(jì)到2013年將達(dá)到200Lm/W的水平.，將會(huì)是現(xiàn)熒光節(jié)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LED芯片直接承載體，通過獨(dú)立創(chuàng)新的絕緣注塑電極結(jié)構(gòu)，LED固晶、焊線、點(diǎn)膠封裝工藝過程的全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新,利用自行研發(fā)的智能專機(jī)形成核心軟硬件專利技術(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(fù)雜的碗杯注塑和PCB、SMT、回流焊等制程，滿足現(xiàn)LED行業(yè)的高效率集成化要求，創(chuàng)造性地解決室內(nèi)通用照明高質(zhì)量長壽命低成本的產(chǎn)業(yè)瓶頸。

五、COMMB-LED達(dá)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(xiàn)有COB-LED封裝工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行大膽創(chuàng)新創(chuàng)造而發(fā)展起來的一種新型COB-LED封裝光源技術(shù)。該技術(shù)充分結(jié)合室內(nèi)通用照明的高光效.無眩光.無閃爍.高顯指的使用特點(diǎn)，從芯片到封裝再到燈具的全系統(tǒng),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(shè)備一次性投資成本，使我國在白光LED封裝COB-LED技術(shù)領(lǐng)域沖破國外專利封裝跨入世界先進(jìn)行列,形成了中國獨(dú)有的COMMB-LED集成面光源技術(shù)。

六、COMMB LED技術(shù)產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)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(fèi)較大，致使LED產(chǎn)品成本高；另一方面，由于這種結(jié)構(gòu)使芯片的出光效率較低，影響LED發(fā)光強(qiáng)度和使用壽命，影響了產(chǎn)品的廣泛使用，并且制作過程復(fù)雜、加工效率低。國內(nèi)外均未找到理想的解決方案。

而本項(xiàng)目產(chǎn)品采用芯片直貼鋁線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)燈管來說減少了大量的具有強(qiáng)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(xiàng)目產(chǎn)品工藝

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

1）本項(xiàng)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。類似于SMT產(chǎn)業(yè)的COB工藝，與同類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LED未來室內(nèi)照明光源封裝的主流技術(shù)。

2）本工藝完全自主研發(fā)，獨(dú)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(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

3）本項(xiàng)目不僅產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保，無輻射無汞，其生產(chǎn)過程也節(jié)能、環(huán)保，減少了PCB工藝中電鍍工藝的高耗能，高污染過程，不存在節(jié)能燈生產(chǎn)車間的高耗能，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，與同類面光源比較，其光效提高了15%。

5）獨(dú)特的鋁線焊線技術(shù)，獨(dú)立自主開發(fā)與之配套的軟件程序，減少了多次對(duì)點(diǎn)，提高了對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)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(xiàn)，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LED發(fā)光體的并聯(lián)線路承載體，可從方便地按發(fā)光體要求進(jìn)行配光曲面設(shè)計(jì)，使得笫二次配光的要求得已方便實(shí)現(xiàn)，并且簡化了后續(xù)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(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新難度

項(xiàng)目技術(shù)涵蓋光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、材料和機(jī)械等多學(xué)科交叉，涉及的技術(shù)門類和專業(yè)知識(shí)面廣，是多學(xué)科多種技術(shù)相結(jié)合的集成創(chuàng)新工程，因此，不僅對(duì)理論知識(shí)要求較高，能創(chuàng)新性突破日美歐洲等西方發(fā)達(dá)國家在LED項(xiàng)目技術(shù)上的國際性專利封鎖，研發(fā)出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(xiàn)出的卓越性價(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(xiàn)，長期困擾LED進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的發(fā)光效率問題，顯色性問題在近一年內(nèi)有了突破性進(jìn)展，整個(gè)產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)正進(jìn)入一個(gè)井噴式發(fā)展時(shí)期。

與節(jié)能燈比, LED燈生產(chǎn)成本高出很多，由此導(dǎo)致銷售價(jià)格遠(yuǎn)高于節(jié)能燈，該問題一直困擾LED的普及推廣。為此，國內(nèi)外LED產(chǎn)業(yè)界都在努力尋求高性價(jià)比（降低成本）的生產(chǎn)方案，本項(xiàng)目技術(shù)方案的最大特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘜?shí)施后，將使燈管、球泡類產(chǎn)品成本下降30%以上，使LED燈具系統(tǒng)出現(xiàn)與傳統(tǒng)日光燈燈具系統(tǒng)的初期投入完全接近，將以最高性價(jià)比，成熟可靠的產(chǎn)品迅速占領(lǐng)國內(nèi)外市場。

傳統(tǒng)的沖壓成型反光杯體封裝工藝是國內(nèi)、國際通用的發(fā)光體生產(chǎn)方法，但其成本降低是可以預(yù)期的，要實(shí)現(xiàn)成本的大幅降低，現(xiàn)有的技術(shù)方案已無法實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性改變，必須對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行革命性變革。我們經(jīng)過多年的技術(shù)儲(chǔ)備和研究，將自主發(fā)明的LED面光源集成封裝專利技術(shù)，成功的運(yùn)用于室內(nèi)LED日光燈管的照明系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)成本的大幅降低，將照明系統(tǒng)的成本控制在普通日光燈管照明燈具系統(tǒng)相近的水平，實(shí)現(xiàn)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(xiàn)出的卓越性價(jià)比特征，更可傲視LED產(chǎn)業(yè)界。這是對(duì)世界上現(xiàn)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(jī)會(huì)，這是中國LED燈管產(chǎn)業(yè)崛起歷史使命和神圣責(zé)任，也是本公司的十分重要的發(fā)展機(jī)遇?，F(xiàn)該方案已形成小批量生產(chǎn)，充分證明擬實(shí)施的項(xiàng)目產(chǎn)品，已完全具有產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)的條件。

對(duì)于該核心技術(shù)方案，我們建立了完善的專利壁壘，實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品到工裝，再到投巨資研發(fā)的核心專用設(shè)備和配套的軟件開發(fā)，都進(jìn)行了完整的、系統(tǒng)的專利保護(hù)。

LED光源在國內(nèi)約有1000億人民幣的市場，全世界的市場規(guī)模約800億美元。我公司運(yùn)用專利集群所制造的產(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(yùn)用于室外輪廓的護(hù)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(xiàng)目產(chǎn)品，具有廣闊是市場空間，該產(chǎn)品的應(yīng)用產(chǎn)品LED燈管直接生產(chǎn)成本約為75元/只，計(jì)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)，市場銷售價(jià)160元人民幣/只）。因此，短時(shí)間內(nèi)迅速占領(lǐng)市場、建立品牌，成為行業(yè)龍頭企業(yè)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。而且隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和采購體系的完善，在保證利潤完全實(shí)現(xiàn)的前提下，將零售價(jià)控制在60元人民幣以內(nèi)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。因此本項(xiàng)目的提出和產(chǎn)品市場化將對(duì)社會(huì)新型光源的迅速普及有著非常重要的戰(zhàn)略意義。

本封裝技術(shù)典型應(yīng)用產(chǎn)品LED日光燈特點(diǎn)：

無需起輝器和鎮(zhèn)流器，啟動(dòng)快，無頻閃，不容易視疲勞。

發(fā)光效率高，無汞無污染，耐振動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)運(yùn)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(dá)到75以上；

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

燈具系統(tǒng)的初裝成本已接近熒光光燈系統(tǒng)的成本。

項(xiàng)目應(yīng)用產(chǎn)品日光燈管的特性參數(shù)

產(chǎn)品型號(hào): 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(shù): 大于75 工作溫度:35～45℃

發(fā)光角度：120±5° 壽命：＞5萬小時(shí)

光通量：＞1200LM 環(huán)境溫度:-20～+50℃　

照度:≥80 Lux/2.3 m2 相當(dāng)于T8日光燈: 40W