【文章內容簡介】 11 政府積極推動，成立了跨部委的國家半導體照明協調領導小組，啟動了“國家半導體照明工程”。國家計劃、攻關計劃等對我國企業(yè)及研究機構投入了相應的資金以支持基礎研究及技術研發(fā)，并建立了五個半導體照明產業(yè)化基地，啟動了一批示范工程。 市場的優(yōu)勢 LED 市場內需強勁、外需市場仍待開拓。巨大的國內市場需求一方面拉動半導體照明發(fā)展，同時有利于半導體照明產業(yè)鏈中的諸多環(huán)節(jié)實現規(guī)模經濟效應。 資源 優(yōu)勢 我國具有 豐富的有色金屬資源，鎵、銦儲量豐富，占世界儲量的 80%，這對發(fā)展我國半導體照明產業(yè)具有得天獨厚的優(yōu)勢；同時，大量的閑置資本投資于半導體照明產業(yè)已成為熱點。 勞動力 成本優(yōu)勢 我國 勞動力成本低廉，相當于發(fā)達國家勞動力成本的 1/20－1/10，具有勞動力成本優(yōu)勢。 產業(yè)自身的優(yōu)勢 本項目的創(chuàng)新性主要表現在兩方面： （ 1） LED 導熱及散熱問題的解決方案 采用超薄的鋁基板或銅基板和導熱速度極快的導熱管（ HeatPipe，導熱速度約為銅的 100 倍）以真空冷焊的燒結方式接合后，連接至迭片式散熱器，搭配整體燈具的氣 體流動設計，可有效處理 LED 的散熱問題。 （ 2） LED 工作電流的穩(wěn)定及高功率輸出 12 LED 的電流 電壓曲線如下圖所示，當施以正向電壓時其電流成次方的變化，當電源的輸入電壓巨幅波動時，傳統的電源的電流輸出極易在調整時超過可允許的電流范圍，造成芯片燒毀，本項目采用獨特的電流對數回饋控制，除電流輸出穩(wěn)定外，尚可將電流控制在較高的水平，搭配上述的導熱及散熱解決方案，可以提高 LED芯片的輸出功率，在同等的亮度要求下，可以減少 LED 芯片的使用數量，在維持可靠性的前提下，有效降低成本。 13 第 四 章 建設條件和場址選擇 一 、項目區(qū)概況 地理位置 自然條件 區(qū)位 —— “長三角”經濟圈腹地 交通 條件 二 、場址選擇 選擇原則 （ 1） 節(jié)約用地， 少 占耕地。建設用地因地制宜，優(yōu)先考慮利用荒地和空地，盡可能不占或 少 占耕地，并力求節(jié)約用地。 （ 2） 減少拆遷移民。工程選址、選線應著眼于少拆遷，少移民，盡可能不靠近、不穿越人 口 密集的城鎮(zhèn)或居民區(qū)。 （ 3） 有利于廠區(qū)合理布置和安全運行。 （ 4） 有利于環(huán)境保護和生態(tài)，應有利于項目所在地的經濟和社會發(fā)展。 場址位置 項目擬選址于 ***經濟技術開發(fā)區(qū) ，交通便利，地塊規(guī)整，地質狀況良 好，無污染源，完全符合 項目 的選址要求。 14 第 五 章 技術方案、設備方案和工程方案 一、 產品方案和建設規(guī)模 產品方案 本項目 年產 73000 只 LED 節(jié)能燈，其中路燈（ 90W/72P/海寶）10000 只、格柵燈（ 18W） 10000 只、條燈（ 8W） 10000 只、五寸筒燈（ 6W） 10000 只、三寸筒燈（ 3W） 10000 只、射燈（ 3W） 23000只 。 建設規(guī)模 項目占地面積 42951 平方米，新建辦公樓、生產廠房及倉庫等其他附屬設施共計 30071 平方米，其中 倉庫 5323 平方米 、標準廠房 7006 平方米、綜合樓 15340 平方米、招待所 1610 平方米、產品廳 308 平方米 、輔助用房 484 平方米， 購置 LED 綜合測試儀 4 臺、空壓機（含干燥機） 1 臺等相關設備， 并配套建設道路、綠化及變配電 、給排水、消防 等設施。 二、生產工藝流程 鏡檢：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整 ）。 由于 LED 芯片在劃片后依然排列緊密間距很小（約 ），不利于后工序的操作。我們采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張，是 LED 芯片的間距拉伸到約 。也可以采用手工擴張，但很 15 容易造成 芯片掉落浪費等不良問題。 在 LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。（對于 GaAs、 SiC導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光 LED 芯片，采用絕緣膠來固定芯片。） 工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。 由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。 和點膠相反，備膠是用備膠機先把銀膠涂在 LED 背面電極上，然后把背部帶銀膠的 LED 安裝在 LED支架上。備膠的效率遠高 于點膠，但不是所有產品均適用備膠工藝。 將擴張后 LED 芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上，LED 支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將 LED芯片一個一個刺到相應的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產品。 自動裝架其實是結合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在 LED 支架上點上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將 LED芯片吸起移動位置，再安置在相應的支架位置上。自動裝架在工藝上要 16 熟悉設備操作編程，同時對設備的沾膠及安裝精度進行調 整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對 LED 芯片表面的損傷，特別是藍、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。 燒結的目的是使銀膠固化，燒結要求對溫度進行監(jiān)控，防止批次性不良。銀膠燒結的溫度一般控制在 150℃ ，燒結時間 2 小時。根據實際情況可以調整到 170℃ ， 1 小時。絕緣膠一般 150℃ ， 1 小時。 銀膠燒結烘箱的必須按工藝要求隔 2 小時（或 1 小時）打開更換燒結的產品，中間不得隨意打開。燒結烘箱不得再其他用途，防止污染。 壓焊的目的將電極引到 LED 芯片上，完成產品內外引線的 連接工作。 LED 的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在 LED 芯片電極上壓上第一點，再將鋁絲拉到相應的支架上方，壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球，其余過程類似。 壓焊是 LED 封裝技術中的關鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點形狀，拉力。 LED 的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的 17 難點是氣泡、多缺料、黑點。設計上主要是對材料的選型，選用結合良好的環(huán)氧和支架。 （ 1） 點膠： 手動點膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光 LED），主要難點是對點膠量的控制，因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光 LED的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的問題。 （ 2） 灌膠封裝 LED 的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在 LED 成型模腔內注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的 LED 支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將 LED 從模腔中脫出即成型。 （ 3） 模壓封裝 將壓焊好的 LED 支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進入各個 LED 成型槽中并固化。 固化是指封裝環(huán)氧的固 化，一般環(huán)氧固化條件在 135℃ ， 1 小時。模壓封裝一般在 150℃ ， 4 分鐘。后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對 LED進行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架（ PCB）的粘接強度非常重要。一般條件為 120℃ ， 4 小時。 由于 LED 在生產中是連在一起的（不是單個）， LED 采用切筋切斷 LED支架的連筋。 SMDLED 則是在一片 PCB 板上，需要劃片機來完成分離工作。 18 測試 LED 的光電參數、檢驗外形尺寸，同時根據客戶要求對LED 產品進行分選。 將成品進行計數包裝。 19 LED 生產工藝流程 其它 其它 生產部 生產部 品質部 品質部 資材部 資材部 供應商 供應商 送貨 /原材料 PC B錫膏解凍攪拌入庫 原材料庫I QC 檢驗OKOKNG錫膏印刷工藝控制自檢貼片工藝控制OKOK清洗NG程式編輯及優(yōu)化首件確認回流爐焊接工藝控制OKNG有必要時FQC / I PQC入庫 半成品庫維修 NG OK報廢NG送貨半成品 / 注塑件 散熱模組OK 入庫 半成品庫I QC 檢驗NG焊接散熱模組上下殼組裝線測試功能 / 機構OQC 檢驗 入庫NGNG出貨OK報廢維修NG以上為 SMT 加工生產線以下為組裝線 / 測試線包裝OK 20 三、 主要設備方案 主要設備選型原則 主要設備選型的原則是技術先進、可靠和經濟合理。具體包括： （ 1）主要設備選型的原則應與選擇的項目建設規(guī)模、產品方案和工藝技術方案相適應，滿足項目的要求，可獲得最大效益。 （ 2）適應產品品種和質量的要求。 （ 3）提高連續(xù)化、大型化程序，降低勞動強度，提高勞動生產率。 （ 4）符合政府或專門機構發(fā)布的技術標準要求。 （ 5）在滿足機械功能和生產過程的條件下，力求經濟合理（含用料、制造、操作和維護保養(yǎng)），盡可能立足于國內。 （ 6）主要設備及輔助設備之間相互配套。 設備方案 本項目計劃購置 生 產、測試設備及動力設備，所有設備均從國內訂購，設備清單詳見下表： 設備名稱 單位 數量 回流焊 臺 1 貼片機 臺 1 錫膏印刷機 臺 1 波峰焊 臺 2 計算機剝線機 臺 1 電阻成型機 臺 1 跳線成型機 臺 1 電容剪腳機 臺 2 手動錫爐 臺 1 PCB 板切割機 臺 1 錫膏攪拌機 臺 1 21 設備名稱 單位 數量 流水線 套 3 磨刀機 臺 1 顯微鏡 臺 1 線路板制作機 臺 1 積分球測試儀 臺 2 直流穩(wěn)壓電源 臺 1 耐壓測試儀 臺 1 示波器 臺 1 多路溫度檢測儀 臺 1 小直流穩(wěn)壓電源 臺 1 震動試驗臺 臺 1 主變壓器 臺 1 主配電盤 個 7 空調主機 臺 3 空壓機 臺 2 潔凈室補充空氣系統 套 2 空調循環(huán)機組 套 20 四 、工程方案 總體布局 總體布局是工廠設計的重要組成部分，包括對工廠的房屋建筑、設備、裝置、廠內的物流、人流、能源流、信息流等所作的有機組合和合理配置。良好的總體布局能使整個生產系統安全、高效地運行，并為工廠獲得較好的經濟效益創(chuàng)造條件。 總體布局包括工廠總體布置（或稱廠區(qū)布置）和車間布置兩部分。其主要工作內容是： ①對外 部條件、生產工藝和物流進行分析，劃分各生產、輔助、動力和倉庫等區(qū)段，并分配所需面積。 ②確定物流和人流的路線和出入口，選擇物料搬運的方法和設 22 備。 ③對建筑物、設備、管線、材料場地、運輸線路等進行平面定位和豎向布置，并繪制出布置圖。 ④根據勞動衛(wèi)生和生產安全要求，配置各種環(huán)境保護和綠化美化設施。 車間設計 （ 1）建筑設計方案 擬建的生產車間的建筑設計為體現現代 生產 的建筑特征，美化生產環(huán)境，滿足生產管理規(guī)范的要求，在設計中以技術先進、適用安全、經濟美觀為原則，并按使用性質，生產類別充分考慮建筑對潔凈、噪音控 制，采光、通風、日照、消防、衛(wèi)生及其它特殊的要求。在滿足生產工藝同時嚴格執(zhí)行國家現行的有關規(guī)范和標準，力求建成一個環(huán)境優(yōu)美、又有時代特征的新型企業(yè)形象。 （ 2）擬 建 生產車間建筑面積 7006 平方米 ，單層，為輕鋼屋架結構，建筑物生產（火災危險性）類別屬丙類。建筑物耐火等 級為二級，該