集成智能驱动系统的超大功率白光LED照明模块封装技术-华南理工大学

2016年度广东省科学技术奖项目公示

项目名称 集成智能驱动系统的超大功率白光LED照明模块封装技术 主要完木林森股份有限公司 成单位 华南理工大学 1. 李钊英（职称：高级工程师；工作单位：木林森股份有限公司；主要贡献：项目总负责人，负责制定项目研究方向及进度。获发明专利2项，实用新型1项。支撑贡献材料：专利1、2、10） 2. 文尚胜（职称：教授；工作单位：华南理工大学；主要贡献：项目分负责人，获发明专利3项，发表论文7篇。支撑贡献材料：专利3-5，论文3-10） 3. 姚日晖（职称：副教授；工作单位：华南理工大学；主要贡献：在散热、光学设计等关键技术有重要贡献，发表论文2篇。支撑贡献材料：论文1、2） 4. 刘天明（职称：高级工程师；工作单位：木林森股份有限公司；主要贡献：主要参与“超大功率白光LED照明模块封装的散热处理”和“荧光粉的保护及涂覆工艺”两个子课题研究。获发明专利2项。支撑贡献材料：专利1、2） 主要完成人 （职称、完成单位、工作单位、贡献证明材料） 6. 叶才（职称：高级工程师；工作单位：木林森股份有限公司；主要贡献：参加“荧光粉的保护及涂覆工艺”子课题。获发明专利2项。支撑贡献材料：专利1、2） 7. 李颖（职称：工程师；工作单位：木林森股份有限公司；主要贡献：参加子课题“超大功率白光LED照明模块的系统级散热处理”子课题。） 8. 邓云龙（职称：讲师；工作单位：华南理工大学；主要贡献：参与LED照明模块光学设计，荧光粉的涂覆及保护等关键技术研究，获发明专利1项，实用新型专利2项。支撑贡献材料：专利7、8、9） 9. 刘猛（职称：工程师；工作单位：木林森股份有限公司；主要贡献：参与LED照明模块光学设计。） 10. 涂海仙（职称：工程师；工作单位：木林森股份有限公司；主要贡献：参与子课题“超大功率LED照明模块基板设计”的研究工作。） 5. 吴玉香（职称：副教授；工作单位：华南理工大学；主要贡献：负责智能化驱动系统的设计及集成，获发明专利1项，发表论文1篇。支撑贡献材料：专利6、论文10） 本项目针对集成智能驱动系统的超大功率白光LED照明模块封装关键技术进行研究及产业化，所涉及的主要技术内容包括： （1）超大功率白光LED照明模块封装的散热处理。多芯片集成的超大功率LED照明模块从本质上来说就是把多个LED芯片封装在同一块基板上，密集的芯片排布对散热提项目 简介 出了更高的要求。散热问题的解决，主要需要通过合理的散热通道设计，让热量从LED 芯片通过最有效通道扩散出来。一方面对LED 芯片进行有效的热学设计和工艺加工，同时选择合适的封装材料和封装结构；另一方面就是开发更适合的散热结构和散热方式。主要包括（a）采用高导热覆铜陶瓷材料作为散热基板；（b）基于共晶焊接工艺COB（Chip -On-Board）技术研究。 （2）荧光粉的保护及涂覆工艺。主要涉及采用隔热层保护荧光粉以及荧光粉层的平面涂敷工艺。 （3）白光LED照明模块及其在灯具应用中的光学调控技术，主要包括光谱调控及光学设计两个部分。通过对光谱的调控，实现高显色指数及不同色温的高质量白光。通过一次光学设计实现高出光效率、特定光学分布的LED照明模块。通过二次光学设计，将LED照明模块应用于各类LED照明产品中，在获得高效率的同时满足其照明需求。 （4）智能化驱动系统的集成。在COB 技术基础上的系统级封装技术研究，即SiP（System in Package）技术研究。不仅可以在一个封装内组装多个发光芯片，还可以将各种不同类型的器件（如电源、控制电路、光学微结构、传感器等）集成在一起，构建成一个更为复杂的、完整的系统。 经过对上述技术内容的研究，目前已获得授权发明专利7项，已受理的发明专利11项，获授权的实用新型专利15项。发表科研论文10篇，全部为EI/SCI收录论文。 该项目所产生的超大功率白光LED照明模块性能优越，2014年经中国质量认证中心检测，其光效为123.7lm/W，显色指数85.5，性能优于同时期的大部分国内外产品。从2013年至2015年，累计生产白光LED照明模块超过600万套，新增产值20715.3万元，新增利润1676.08万元。生产的LED照明模块，广泛应用于LED球泡灯、LED路灯等各种LED照明产品中，受到了用户的一致好评。应用单位包括中山格林曼、香港DRANGON SCOPE LIMITED、中山市熠升照明有限公司等，累计为这些企业新增销售额29184.54万元，新增利润3196.39万元。 论文1：去除铝基板的大功率LED热分析 论文2：直下式LED背光源模组第二扩散导光板光学特性分析 论文3：基于塑料散热器无基板板上芯片封装的LED热分析 论文4：基于开缝基板的大功率LED散热性能研究 代表性论文5：自由曲面底板的LED光学设计 论文专著目录 论文6：基于PWM的三基色LED的调光调色方法 论文7：大功率LED液冷热沉结构与换热效果研究 论文8：基于BP神经网络的LED可靠性模型研究 论文9：Design of a backlight module with a free form surface by applying the Taguchi method 论文10：一种基于脉冲宽度调制和脉冲幅度调制的发光二极管驱动器 专利1：双路互补线性LED恒流电路（专利号：201310165284.5） 知识产权名称 专利2：基于红光芯片直封补偿的高显色LED光源（专利号：201210421669.9） 专利3：合成树脂导热系数的测量装置及测量方法（专利号：201010238337.8） 专利4：聚合物电致发光器件有机层导热系数的测量方法及应用（专利号：201010177139.5） 专利5：通过集束光纤导光散热的LED灯具（专利号：201310681031.3） 专利6：一种基于语音和光照检测的LED智能控制器（专利号：201310146556.7） 专利7：一种侧入式LED曲面板灯结构（专利号：201310118281.6） 专利8：荧光粉与芯片分离全角度均匀出光的大功率LED灯条（专利号：201320536242.3） 专利9：一种非对称的矩形光斑的LED封装结构（专利号：201320535697.3） 专利10：一种震动开关及应用的LED保护电路（专利号：201320744554.3） 本项目实现的集成驱动系统的超大功率白光LED照明模块自2013年以来已经进入批量生产阶段，截止到2015年累计生产大功率白光LED照明模块（5W~120W）超过600万套，新增产值超过2亿元，新增利润1600多万。所生产的超大功率白光LED照明模块根据功率大小的区别，可以用于不同的照明产品。其中18W以下的LED照明模块主要用于室内照明产品（如球泡灯等），18W~120W的LED照明模块则主要用于LED路灯等户外照明产品中。推广应用情况 本项目的产品在国内多个企业得到推广应用，如中山格林曼、香港DRANGON SCOPE LIMITED、中山市熠升照明有限公司，泉州市闽森电子贸易有限公司等。这些企业不仅有生产LED照明产品的企业，也有从事贸易的公司，用户对该产品的性能指标给予了一致好评，如泉州市闽森电子贸易有限公司在应用证明中，对该产品给出了如下评价：“我司自2013年以来，先后购进木林森股份有限公司的集成智能驱动系统的超大功率白光LED照明模块，销售于福建地区客户，用于新型LED灯具光源，成品配套效果良好，各项指标满足要求，无不良反应报告”。随着LED照明产品的推广，本项目的产品销售呈现出逐年增长的趋势，预计在2016年新增产值将超过前三年的总和。