“我進入LED的時間不算早。不過說實話,這個行業現在簡直太熱了。不夸張的說,我剛把消息放出去,就有不少人主動來找我要給我投資,啟動資金的問題很快就解決了。”
LED照明 “熱度”誘人 通用領域準備如何?
“這個領域真的有點瘋狂,很多壓根什么都不懂的人也敢進入。前陣子我聽說一個朋友準備搞封裝,投資人找好了,廠房找好了,啟動的時候跟ASM聯系,才知道即便現在付全款,也要到2011年的5、6月份才能夠拿到封裝設備。結果,一切都不了了之。”
光從ASM的訂貨情況,大家就可想而知現在中國LED封裝的“熱度”.“只要需要發光的產品就是LED的商機”,誘人的LED前景,吸引越來越多的人爭前恐后地投身這個產業。當前,LED最具潛力的市場無疑當屬平板液晶電視、筆記本電腦和筆記本顯示器中的大尺寸LCD背光,但毫無疑問,通用照明 才是LED的最終發展目標。目前,在LED通用照明市場還未真正啟動之前,LED球泡替換燈將成為照明市場最主要的增長領域。然而,市場上大量出現的LED球泡燈,等同于真正意義上的固態照明(SSL)嗎?LED是否真的為通用照明做好了準備?
LED通用照明首先面臨四大挑戰
美國能源部曾表示:固態照明是50年來照明領域最具破壞性的創新技術。有不少業內人士對此表示認同,并認為LED是顛覆性產品,是要革它原來產品命的。但事實上,LED進入通用照明市場,依然面臨四大挑戰,它們分別是:光品質、光效表現、可靠性以及簡單化。
飛利浦亞洲地區營銷總監周學軍對此解釋道:“LED的光品質與傳統照明 相比仍有差距;光效表現還有部分應用無法覆蓋;由于LED照明可靠性由芯片、電、光、熱、機械、互聯部分等多個因素決定,因此無法保持足夠的光輸出流明維持壽命;由于缺乏統一標準,現在市場上的LED照明產品五花八門,復雜性也阻礙了其短期內很難被更多受眾接受。”那么,目前市場上有哪些提升LED光品質和光效的方案?
光品質通常我們談到的光品質主要指光分布、光角度與陰影,以及演色性。這里,周學軍特別強調設計人員要注意:不同LED顆粒間的光色是否一致?隨著時間推移不同顆粒的變化是否一致?一顆LED在不同角度是否存在色差?顯色指數表現如何?
LED的整個封裝工藝流程包括兩個重要步驟:利用金線對芯片和管腳進行鍵合,以及進行熒光粉涂布。
這兩個步驟都會對LED造成色差,特別是金線會擋住光路,如果操作不當可能會對芯片造成隱性裂痕,從而形成芯片斷裂隱患。
為了解決這些問題,PhilipsLumileds最新推出的LUXEONRebelLED系列采用了最新TFFC(薄膜倒裝芯片技術)和獨有的Lumiramic熒光技術。
據周學軍介紹,TFFC技術的電極在電路板后面,表面無縱橫布線,因此物理結構更好。而Lumiramic熒光技術利用陶瓷熒光板代替熒光粉直接粘結到芯片上,使得表面完全平整,不會有凹凸和不均勻,因此從根本上避免了傳統封裝法因不均勻的熒光粉涂布而導致的大多數LED在偏離中心視軸的角度顯示出顏色的不一致。“此外,采用Lumiramic技術還可以將白光分bin(分檔)的范圍縮小至原來的1/4.”周學軍補充道。
目前,對于照明行業特別是照明設計來說,最頭疼的問題莫過于分bin.對于一些有經驗的LED制造商來說,通常的做法是在所有檔中使用白光LED的整個輸出范圍。然而,在特定CCT(相關顏色溫度)下,根本無法低成本生產出具有高一致性的白光LED,其主要原因在于藍光LED芯片的波長和熒光粉的涂布工藝。因此,制造商可能會混合使用多個分bin的LED,但是這樣一來,產品的應用范圍受到限制,既增加了生產工藝的復雜性,又產生了更多存貨。Cree公司對此的解決方案是EasyWhitebin,該方案采用Cree的多芯片XLampMC-ELED,MC-E芯片采用四芯封裝發,由Cree挑選四顆不同特性的白光LED芯片(上覆有熒光粉)并封裝好,混合后的白光輸出能達到預期色溫,而且遠小于ANSI規定的標準范圍。
光效表現就像半導體行業的摩爾定律一樣,LED行業也有一個Haitz定律,即LED亮度大約每18-24個月提升一倍,而在今后10年內,預計亮度可以再提升20倍,成本則將降至現有的1/10.今天,市場上1美金大約可以買到100-150流明,美國能源部預計2020年這個數字將達到1000流明。
LED發光效率如何提高?首先來看封裝。目前,市面上LED光源 最為常見的是直插式和貼片式。深圳市長光半導體照明科技有限公司技術副總監朱嘯天則認為,這兩種封裝方式的散熱出口截面積較小,而且一次出光口通道狹窄,利用率相對不高。根據LED的出光特點,長光半導體設計了扁平化的一次光學通道,形成了平面光源陣列式芯片,可以最小化光學損失。對此,朱嘯天解釋道:“像SMD的3528或505光源,使用玻璃纖維或塑料做基板,底部沒有跟任何金屬連接。平面光源陣列式芯片則采用了基于多芯片集成COB直接封裝技術,光源使用的鋁基板可以將更多熱量通過直連散熱散發出去。”據悉,目前該公司擁有完全自主知識產權的LED面光源技術光效已達130lm/w,整燈光效已大于100lm/w.