LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议.doc

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LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议

LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议 夏志清:LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议 文章编号:1006—6268(2007)01—0058—03 LED半导体照明创新方案与 制定相应标准的建议 夏志清 (武汉市维新光电子有限责任公司.武汉430032) 摘要:介绍了作者所在单位开发的Dcjc-s(叠层结构)技术在大功率LED封装上的应 用——半导体照明创新方案与制定相应标准的建议. 关键词:照明;标准;建议 中图分类号:TN383文献标识码:A LEDSemiconductorIlluminationTrendsettingSchemeand theSuggestionWorkingOuttheCorrespondingStandard XlAZhi-qing (WuhanWeixinOpticalElectronicsCo.,Ltd,Wuhan430032,China) Abstract:HaveintroduceddevelopmentauthorunittowhichonebelongsDCJG—S(1aminat— ionstructure)technologypretendingoninhigh-powerLEDpackagesonapplication——LED semiconductorilluminationtrendsettingschemeandthesuggestionworkingoutthe correspondingstandard. Keywo(ds:illumination;standard;suggestion’ 1LED半导体照明简述 LED半导体在照明领域中的普遍应用,可能是 继白炽灯发明以来最重要的技术革命.由于半导体 材料可直接将电能转换为光能,所以LED半导体照 明与传统照明光源最大的不同在于它的光能不是由 热能转化而来的,是真正意义上的绿色光源,具有寿 命长,能耗低,发光效率高,稳定性好,无频闪以及无 红外线和紫外线辐射等优点,并且发出的光色纯净. LED半导体照明与传统意义上的白炽灯,荧光 灯,高压钠灯等在原理上,结构上,组合上具有根本 性的区别,因此,在LED半导体照明灯的设计,标准 的问题上要充分考虑LED半导体照明灯的基础结 构,封装形式,散热方式,可靠性等特点,通过制定或 修订标准对产品设计和工程方案进行规范,从而引 导这个新兴行业(产品)由无序,无标准状态变为有 序,有标准地进入市场. 2LED发光特性 LED半导体在正向偏压下发光是通过电子与空 穴的复合运动,将复合的能量以光(有效复合)或热 58现代显示AdvancedDisplayJan2007,总第71期收稿日期:2006—11—15 夏志清:LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议 (无效复合)的形式释放,发出的光场呈扇形分布,发 光强度略大于最大强度的一半之处所构成的角度称 为半强度角日,2,是典型的点光源和高指向性光源 (如图1所示).如果将多个LED芯片封装在一个面 板上,那么就构成了面光源,但仍具有高指向性(如 图2所示),距离照明需求的散光源还有一定的差 距.虽然可以在封装时加上散射剂以及光学透镜处 理来促进散射问题,但在大功率LED发光芯片的散 热及发光效率的处理上又存在着寻求理想解决方案 的难题.- 图1用于照明光源的LED图2由多个LED组 成的面光源 现在用于照明的大功率发光管有,, LED1W 3W,5W等规格,由于是高发光强度的点光源和嵩 指向性光源,对人眼视网膜造成伤害的问题不容忽 视.因此,在大功率照明光源设计,创新中就要有新 的思路,并制定新的标准规范. 3LED线型光源设计 为适应通用照明的需要,LED半导体照明光源 迫切需要解决散热问题,特别是LED多芯封装或多 个LED灯管集成灯具的散热问题.据有关资料统 计,大约70%的故障是由于LED的结温过高造成 的.在负载为额定功率一半的情况下,温度每升高 20℃,故障就上升一倍,可见,LED热阻严重地影向 LED的发光性能.当LED热阻小时,光通量几乎与 电流成正比例增加,随着热阻增大,P—N结温度势 必升高,当正向电流增23n#J某一定值,光通量将趋于 饱和,饱和以后,如果热阻继续增大,光通量还会呈 下降趋势.对于一个LED管,设法降低P—N结与散 热系统的热阻,是抑制器件温升的根本途径. 线型LED光源设计是基于维新光电专利—— 层叠结构(DCJG—S)的一种设计方案(图3). 这种方案是将LED小功率芯片排列成一条线, a(正视)b(侧视) 图3 芯片间距小于2mm.其基本思路是将线路板垂直安 装的一种设计,LED芯片支架并列在线路板的两面, 芯片两极的连线分别焊在两个支架上,两端的LED 芯片支架通过导热的

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