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透明荧光陶瓷封装大功率LED光源模组

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登记号:G20190031

所属行业:制造业

学科分类:半导体器件与技术;

关键词: 高功率密度 高热导率 超大功率 LED照明 COB封装

绿色分类:高效照明;

  • 基本信息
成果名称: 透明荧光陶瓷封装大功率LED光源模组
成果登记号: G20190031 学科分类: 半导体器件与技术;
绿色分类: 高效照明; 项目关键词: 高功率密度  高热导率  超大功率  LED照明  COB封装
推荐单位:

中科院福建物质结构研究所

成果所处阶段:
合作方式: 技术入股,股权投资 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

一、项目简介

传统的LED照明封装技术是蓝光芯片+荧光粉体和硅胶的封装方式,但是在大功率COB封装甚至超大功率(≥1000W)COB封装LED技术,传统的封装材料存在高温稳定性差、高温光衰严重等技术瓶颈问题。目前,绝大多数LED产品使用硅胶/环氧荧光粉混合物的方式封装,发光所产生的热量无法有效散出,实际应用中存在硅胶/环氧树脂老化、亮度下降、色漂移、寿命缩短等问题。大功率COB封装的芯片技术难点在于高热流密度作用下结温快速增高,加速了LED光电特性的恶化,产品的可靠性存在一定问题。导致了我国大功率COB产品开发,进展缓慢。基于存在的这些技术瓶颈问题,产业界对白光LED用的光转换材料提出了新的技术要求:我所在军用激光陶瓷领域深耕多年,将这些相关的研究成果转化为民用的高热导率的荧光陶瓷材料应用于大功率LED封装,从根本上解决LED大功率照明普遍存在的封装材料失效难题。目前市场上主流的国产100-300W大功率产品普遍存在寿命不长、光效不高、光衰严重、体积庞大、节能效果不显著等缺点,500W以上的大功率COB LED技术基本上为国外大公司所垄断。我所研发的大功率COB光源封装技术已经实现100W-300W量产阶段,300W-600W实现了中试小批量生产,超大功率1000W COB光源已经研发出样灯,还未进入批量生产阶段。目前产品性能超越日本西铁城500W的技术,同时价格约为国际品牌的1/2。

随着LED产业不断升级,大功率LED由于其节能和长寿命被作为新型固态光源广泛应用于航空、航海、码头等特种照明场所及道路照明、商业照明、建筑照明等,工业照明市场十分巨大。

二、合作内容

(一)涉及到的主要相关技术简介(主要介绍本项目所涉及到的主要技术内容、以及需要配套的其他技术)

透明荧光陶瓷制备技术是本项目的核心技术,芯片的封装结构,导热、散热技术应用是保证COB光源器件的可靠性保证,一次光学配光和二次光学配光是灯具要掌握关键技术,荧光陶瓷制备涉及到粉体混合、干燥、过筛、压片、排胶、烧结、退火、抛光等一系列技术。芯片封装涉及到固晶、焊线、贴陶瓷片、烘烤、光色检测等技术步骤,芯片的导热与固态陶瓷荧光材料采用双通道分离散热技术,可有效的将热量由发光器件内部导出,降低器件的工作温度,提高了器件的使用寿命。本项目涉及到配套技术是二次光学设计、散热器和光源的匹配、电源和芯片电流、电压匹配等技术。


(二)拟合作区域及合作对象(主要说明该项目希望合作的区域及承接对象)

我国照明行业主要集中在珠三角和长三角地带,这些地方产业集中度高,上下游配套齐全,技术资本充足,本项目希望和以上区域企业开展合作。

(三)拟合作模式(简要介绍项目未来的商业模式,以及希望开展的合作模式)

本项目拟采用“原始创新”结合“标准领先创新”的模式来实现商业模式的创新。本项目基于自主研发、原创的陶瓷荧光体制备技术及陶瓷光源封装技术,拥有原始创新的核心技术能力,已经开发出100W-1000W荧光陶瓷大功率光源产品,打破了日本西铁城在大功率COB产品上的垄断。可完全改变LED高端产品市场格局,并且在竞争极其激烈的LED市场上占领技术的制高点以及产品的市场大份额。同时,由于LED技术发展迅速,行业标准的制定已经跟不上技术的更新换代速度,LED市场标准仍属于空白阶段,而且各地区行业标准不一,本项目所实现的技术产品具有高可靠、可稳定、低成本等优势,利用技术的领先优势以及达到的光源效果,先行提出衡量大功率LED的技术指标倡议,从而在技术标准的起步阶段就形成技术路线领导的地位。本项目团队希望和大的企业达成技术授权转让,借助大的龙头企业市场优势,把产品推向各个应用场景。

三、合作案例:

目前研发的大功率COB光源封装技术已经通过中科芯源光电有限公司实现100W-300W量产阶段,300W-600W实现了中试小批量生产,国内外率先研发出超大功率1000W COB光源,产品还未进入批量生产阶段。自主研发的透明荧光及LED封装技术,具有完全自主知识产权。一共申请6项发明专利,其中已经获得授权3项,申请3项实用新型专利并全部授权,并获得一项国际PCT专利授权。

四、项目实施单位(简要介绍本项目承担主体单位及配合单位情况)

中科院福建物质结构研究所从2006年开始从事激光透明陶瓷的研究工作。自主研发成功高性能粉体、原料配方、烧结设备、制备工艺等全流程陶瓷研发技术,主持承担了一系列国家重大专项任务,开发了替代传统荧光粉的高光效、高可靠性、低成本透明陶瓷荧光体及其封装技术,实现了变革性的LED白光封装技术,突破了国际专利限制,最新实现了1000W COB光源封装技术突破,光源的可靠性得到显著提高,总成本下降了20%。

合作企业福建中科芯源光电科技有限公司

福建中科芯源光电科技有限公司成立于2013年10月,目前拥有国内外第一条透明陶瓷荧光体生产线及2条世界先进的LED封装生产线,形成国内外第一家透明陶瓷荧光体及其封装光源产品的生产供应商。并与LED芯片龙头企业三安光电、高功率芯片商Phillips的Luminus公司、福建能宝集团(室外照明)等公司分别达成战略联盟。公司注册资金3000万元,公司利用2014、2015年的技术窗口期进行透明陶瓷荧光体COB光源的集中研发及产品定型,2016年将开始进行大功率工业照明光源及应用产品的规模化生产,2018年年销售额达5000万元。


姓名: 郭旺 性别:
出生日期: 1979-02-26 08:00:00.0 职务: 副研究员
国籍(地区): 中国 联系地址: 福州市闽侯县上街镇海西高科技园
电子邮件: guowang@fjirsm.ac.cn
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