透明荧光陶瓷材料推动LED封装技术变革

时间:2016-7-17 来源:中国照明网-原创报道 作者:李杰 有10834人阅读

  目前,全球LED产业均采用荧光胶作为主要封装材料,但相关专利均为日亚化学等国外企业所有,国内LED产业想要发展壮大,很难突破专利壁垒。鉴于此,中科院福建物构所以陶瓷作为材料,开发出了YAG透明荧光陶瓷白光大功率LED封装技术,并突破了1000WCOB光源封装技术(K-COB)大关,通过福建中科芯源光电科技有限公司(以下简称中科芯源)成功实现产业化。7月14日,中照网记者在K-COB技术媒体交流会上走进福建中科芯源对这一技术进行了深入了解。

  K-COB技术媒体交流会现场

  福建中科芯源是由中科院海西研究院(中科院物质结构所)及福建省企业与企业家联合会牵线搭桥成立,作为中科院海西研究院(中科院物质结构研究所)唯一的LED技术转移基地和产业化平台,其拥有LED陶瓷封装核心技术,使我国LED企业具备了与欧司朗、飞利浦等国际知名企业竞争的技术优势,是LED产业革命性的技术突破。

  透明荧光陶瓷替代荧光胶

  中科院物构所合作发展处张云峰处长告诉中照网记者,早在2003年,LED产业刚刚起步之时,中科院物构所就意识到LED是照明产业发展方向,开始布局突破专利壁垒,提高LED光源功率的项目。因受到激光的启发,中科院物构所研究团队决定使用陶瓷作为材料,绕开荧光粉,从产品的最源头开始探究。

  中科院物构所合作发展处张云峰处长介绍透明荧光陶瓷材料

  “第一块陶瓷片是在2009年烧结完成,很快便实现了全球最高光效261lm/w,在此基础上,为了将技术产业化,2013年中科院物构所与民营资本结合成立了中科芯源,专门进行荧光陶瓷的产业化研究。”张云峰介绍。

  陶瓷和荧光材料进行对比,陶瓷是有机材料,具有导热率高、耐高温、耐腐蚀、抗热冲击性好等特点;传统的荧光胶则导热性差,易老化,导致LED灯出现光衰,甚至是死灯。因此,陶瓷材料取代传统荧光胶,作为LED封装材料,在同等条件下,可使LED产品具有高稳定性和高可靠性。

  而且,中科院物构所自主研发的透明荧光陶瓷,从陶瓷材料烧结设备、高度保密的配方、独特封装工艺技术,拥有从装备、配方到封装工艺的全链条技术的完全的自主知识产权,并相应进行全球专利布局实现专利保护,让中国LED 产业突破国外专利的封锁,大幅降低LED生产成本,提高国际竞争力。

  LED大功率时代来临

  透明荧光陶瓷材料最显著的特点就是可实现大功率密度封装,“由于传统荧光胶材料的瓶颈,LED大功率照明普遍存在热管理难及封装材料失效难题,目前市场上稳定可靠使用LED点光源的最高功率只能做到200w。因此,LED近几年虽大规模进入了家用照明领域,但无法替代广场照明、工业照明等传统大功率市场,中科芯源则通过透明荧光陶瓷材料突破COB光源大功率应用瓶颈,颠覆千瓦级COB技术极限。”中科芯源常务副总兼技术总监叶尚辉向中照网记者介绍。

  中科芯源常务副总兼技术总监叶尚辉介绍k-COB技术

  目前,中科芯源目前已成为全球首个生产1000W光源模组的企业,使LED正式跨入大功率照明时代,技术上实现LED对传统照明的全替代成为可能。而且,这一技术已经得到国家工程项目的青睐,中科芯源生产的600W光源模组已应用于北京2018年北京冬奥会训练场馆照明,替代2000W金卤灯。

  1000WLED光源模组

  相关数据显示,2015年LED在工业照明市场的渗透率为16.2%,远低于其他照明市场,而300w以上的大功率LED照明替换1000w以上传统灯具市场广泛,如果用大功率LED照明产品替代传统照明市场,用电量和碳排放量会明显减少,平均节电率在70%左右,灯具日常维护保养费也会降低,将会带来巨大的经济效益和社会效益。

  国家一级照明设计师江海阳在交流会上也表示,户外照明灯具的未来趋势一定是小体积、大功率,彻底地走上灯具和建筑一体化的道路。虽然,国内外均处在探索阶段,中科芯源也是国内第一家实现千万级COB技术封装的企业,但LED大功率照明市场前景非常广阔。

  对于中科芯源未来的发展,叶尚辉表示,中科芯源将通过加强与传统灯具厂商、LED下游灯具厂商的合作,改造传统灯具生产线,实现LED对传统大功率灯具的替。,同时,为LED企业输出技术和科技服务,推动LED大功率光源封装技术的发展;贯通产业链上下游,用新技术改造提升企业,做大做强我国LED产业;通过广泛的合作和技术扩散颠覆现有照明产业格局,推动LED照明进入一系列全新的领域。

责编:李杰

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