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LED半导体照明封装及应用技术的最新进展(二)

2013-05-30 10:48
kumsing
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  相比之下,氮化物及氮氧化物荧光粉技术因具有独特的激发光谱特性(激发范围紫外至蓝光)以及优异的发光特性(发射绿光至红光),且耐温特性和化学稳定性均优于铝酸盐黄粉,受到了白光LED业界的极大关注。虽然日本国家材料研究所最早开始相关研究并取得了较多成果,但其专利池及相关知识产权仍有突破空间。氮化物、氮氧化物荧光粉制备需高温高压环境,且技术尚待进一步成熟,目前仍无法彻底替代YAG。

  基于量子点技术方案,也可以实现较高效率荧光粉方案,并且该技术从原理上可以实现完整的荧光光谱和逐步调节,并有望比传统荧光粉技术实现更低的成本。但基于量子点的荧光粉技术距离产业化仍有距离,其耐热性及稳定性仍需进一步提高。

  据GG-LED统计,我国2012年荧光粉市场除英特美、日本根本化学等外企公司仍局前两名并占据较高市场占有率外,以有研稀土等为代表的国内荧光粉企业在高性价比荧光粉产品及产能上增长迅速,自主知识产权方面也有较大突破。

  LED灯具的寿命除了由于电气失效导致的寿命终结之外,因为荧光粉失效引起光衰而导致的失效也是重要因素。相比与LED本身,荧光粉的耐热性更差,因此探索更高热稳定性荧光粉技术,或开发新型荧光粉涂敷技术(如远程荧光粉,remotephosphor),是除了开发高效荧光粉之外,同样重要的研究课题。

  远程荧光粉方案,通过将荧光粉与芯片分离,降低了荧光粉工作环境温度,极大地提升了荧光粉稳定性,延长了使用寿命,同时令许多新型荧光粉的应用成为可能,并提供了如多层涂敷、分层分色涂敷等新的荧光粉涂敷技术的发挥空间,有望彻底解决LED眩光问题,提升LED光源品质。

  实现高效、高质量半导体照明方案特别是低色温、高显色指数照明方案,已经成为LED照明应用中亟待解决的关键因素,也是LED照明除降低成本之外最迫切的市场需求之一。因此进一步开发高光效黄光荧光粉技术,研究并探索红光和绿光荧光粉方案,取得自主知识产权,打破国外在该领域的专利和市场垄断地位,同时开发新型低成本制备工艺,改善其荧光粉粒度、形貌及发光性能,满足大功率、高光效、低光衰、长寿命半导体照明技术发展需要,是我国LED产业需要解决的重要课题。

  5.新型、高性能、低成本封装散热材料开发

  影响LED器件散热的因素包括芯片结构、热界面材料(thermalinterfacematerial,TIM)、散热基板材料、封装结构等。要提高LED器件散热性能,除芯片本身及封装结构降低器件热阻,就必须开发具有高热导率的封装用散热材料,同时探索低成本开发及制备工艺。

  5.1.热界面材料

  LED封装应用的热界面材料主要包括导热胶、导电银胶、金属焊膏等。这些材料主要应用与封装中材料粘接、电路导通或提升器件机械性能。导热胶通常采用环氧树脂或有机硅作为主要成分,填充以SiC、AlN、Al2O3、SiO2等无机物以提高热导率,导热性能最差。而导电银胶则通常采用微米或纳米银粉填充入环氧树脂形成具有导热、导电及粘结性能的复合材料,但其导热性能差于共晶焊技术。金属焊膏则通常应用与丝网印刷和回流工艺,成本低、强度高、导热和导电性能好,在微电子和光电子器件封装中具有广泛应用。

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