【導(dǎo)讀】年產(chǎn)億只LED燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目

　　

【正文】 源產(chǎn)品） —— 這種封裝形式就是將多個(gè) LED芯片組裝在同一個(gè)基板上，根據(jù)使用要求用印刷技術(shù)使各個(gè)芯片連接成一定的串／并結(jié)構(gòu)，可以用多個(gè)使每個(gè)芯片出光角度為一定的小透鏡，組成一個(gè)大尺寸的出光面，結(jié)構(gòu)的實(shí)樣示意圖如圖 54。 盡管 LED 芯片的封裝流程視不同封裝結(jié)構(gòu)略有不同，但原則上為如圖（ 51）所示的封裝流程圖。 167。 項(xiàng)目采用的關(guān)鍵技術(shù) 本項(xiàng)目將 IC 和 MEMS封裝技術(shù)應(yīng)用于 LED封裝，提出其工藝力學(xué)框架，解決新的技術(shù)問(wèn)題。 圍繞封裝中的共性技術(shù)難點(diǎn)，本項(xiàng)目在封裝材料、封裝工藝、封裝結(jié)構(gòu)和可靠性測(cè)試四個(gè)方面開(kāi)展了卓有成效的研究工作，對(duì)封裝中的關(guān)鍵問(wèn)題有了初步的研究成果。先后發(fā)表研究論文 2 余篇，申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利 2項(xiàng) (在正泰申請(qǐng)信號(hào)燈 專(zhuān)利 方面 )。在大功率白光方面準(zhǔn)備申請(qǐng)專(zhuān)利，可以提高色溫一致性和降低光衰20%,降低成本和提高產(chǎn)品一致性。 167。 可靠性實(shí)驗(yàn)及失效分析 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 28 頁(yè)，共 64 頁(yè) 開(kāi)展大功率 LED 可靠性研究，對(duì)全球著名半導(dǎo)體照明企業(yè)(Lumileds、 CREE、 Seoul Semiconductor 等 )、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的 LED企業(yè)（ Everlight、量子光電等）和實(shí)驗(yàn)室自己研制的大功率 LED 進(jìn)行了700mA/1000 小時(shí)強(qiáng)化老化測(cè)試、 85℃ /85RH 加速實(shí)驗(yàn)、 700mA/65℃/65RH加速實(shí)驗(yàn)等可靠性實(shí)驗(yàn)（如圖 510所示），建模分析了不同失效模式對(duì) LED性能的影響（包括濕熱在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)力擴(kuò)散模型），初步探究了 LED 中產(chǎn)生各種失效的物理機(jī)理，并針對(duì)性地對(duì)大功率LED 封裝制造中的關(guān)鍵工藝提出了改進(jìn)。 圖 510 各種大功率 LED 模塊強(qiáng)化老化評(píng)估 本項(xiàng)目組建立了 LED熱應(yīng)力、濕應(yīng)力、光傳輸和熱傳導(dǎo)耦合模型，利用有限元分析和蒙特卡羅（ Monte Carlo）光線追跡的模擬方法，對(duì)各種缺陷情況進(jìn)行了模擬分析，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)在 LED 芯片與散熱基座連接界面局部區(qū)域存在應(yīng)力集中點(diǎn)，容易產(chǎn)生脫層或空隙，這將會(huì)大大增加整個(gè) LED封裝模塊的熱阻，當(dāng)空隙達(dá)到 30%時(shí)，熱阻將達(dá)到原來(lái)的 5 倍以上，芯片區(qū)域溫度升高，從而降低 LED芯片的內(nèi)量子效率，減少出光（如圖 511所示）。同時(shí)，在 LED 芯片表面與熒光粉層界面或熒光粉層與硅膠界面的局部區(qū)域受濕氣影響也存在應(yīng)力集中點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生脫層或氣泡，這會(huì)對(duì) LED 的光能量輸出產(chǎn)生影響，使輸出光能量不到原來(lái)的 80%（如圖 512 所示）。 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 29 頁(yè)，共 64 頁(yè) 圖 511 LED芯片與基座間脫層大小與熱阻的關(guān)系 圖 512 LED封裝模塊不同位置產(chǎn)生脫層大小與出光效率的關(guān)系 167。 項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 大 、小 功率 LED封裝技術(shù)是 信達(dá)利 LED照明產(chǎn)業(yè)化最關(guān)鍵的技術(shù)，涉及光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、材料、半導(dǎo)體等多學(xué)科。該技術(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)白光 LED照明低熱阻、高光效、長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵等影響封裝性能的各種因素，通過(guò)模擬、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、工藝改進(jìn)等手段，突破大功率白光 LED 封裝的關(guān)鍵技術(shù)。 基 于以上認(rèn)識(shí)，本項(xiàng)目主要關(guān)鍵技術(shù)包括： （ 1）運(yùn)用光學(xué)技術(shù)，利用透鏡原理實(shí)現(xiàn)光斑控制，同時(shí)確保出光效率； （ 2）對(duì)熱阻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保散熱效果； （ 3）運(yùn)用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析和工藝技術(shù)，提高產(chǎn)品安全度和水年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 30 頁(yè)，共 64 頁(yè) 密封效果。 本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)包括： 通過(guò)采用具有微結(jié)構(gòu)的基板、熱沉和高導(dǎo)熱的界面材料，開(kāi)發(fā)出低熱阻大功率 LED 封裝技術(shù)和工藝； 通過(guò)設(shè)計(jì)新型的多層 LED封裝結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出高光效、高色度均勻性的 LED 封裝技術(shù)； 通過(guò)加速試驗(yàn)研究 LED 封裝的失效機(jī)理，分析導(dǎo)致 LED 器件失效的主要因素，開(kāi)發(fā)出高可靠性、長(zhǎng)壽命的 LED封 裝技術(shù)，并提出一種LED 封裝可靠性快速測(cè)試與評(píng)估方法； 基于系統(tǒng)封裝（ SiP）和主 /被動(dòng)散熱技術(shù)，開(kāi)發(fā)出具有高集成度的多芯片白光 LED 模組。 167。 主要設(shè)備方案 信達(dá)利實(shí)業(yè) 有限公司已先后進(jìn)行多次技術(shù)改造， 準(zhǔn)備 引進(jìn)了相類(lèi)似的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備及先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，已具有一定的基礎(chǔ)。故本次技改將在充分利用原有的生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)儀器的基礎(chǔ)上，新增設(shè)備選型盡量與原有設(shè)備相匹配。 本項(xiàng)目新增工藝裝備 1 臺(tái)（套），其中進(jìn)口裝備 3臺(tái)（套），折合人民幣 70萬(wàn)元；國(guó)產(chǎn)裝備 49臺(tái)（套），使用人民幣 189 萬(wàn)元。 （ 2臺(tái)隧道爐和 1 臺(tái) 高低溫循環(huán) 試驗(yàn)機(jī) 共 49 萬(wàn)元可以晚投，先期生產(chǎn)可以邊 投產(chǎn) 邊 改進(jìn)工藝，節(jié)約資金）。 本項(xiàng)目設(shè)備一覽表如 表 5－ 2 和 53。 表 5－ 2 進(jìn)口設(shè)備一覽表 單位：萬(wàn)元 序號(hào) 進(jìn)口設(shè)備名稱(chēng) 數(shù)量 (臺(tái) ) 單價(jià) (萬(wàn)元 ) 金額 1 全自動(dòng)高速銀漿固晶機(jī) （急 必須 ） 1 30 30 2 高速 LED鋁線焊機(jī) （急 必須 ） 2 20 40 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 31 頁(yè)，共 64 頁(yè) 合計(jì) 3 70 表 53 國(guó)產(chǎn)設(shè)備一覽表 單位：萬(wàn)元 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 數(shù)量（臺(tái)） 單價(jià) 金額 1 固晶隧道爐 （加工 產(chǎn)線 可以緩 0 1 20 20 2 固化隧道爐 （加 工 產(chǎn)線 可以緩 0 1 20 20 3 自動(dòng)真空機(jī) （加工 產(chǎn)線 必須） 1 5 5 4 全電腦自動(dòng)檢測(cè)機(jī) （委托 必須） 1 15 15 5 自動(dòng)注膠機(jī) （購(gòu)置 必須） 1 18 18 6 擴(kuò)晶機(jī) （必須） 1 7 光電色測(cè)試儀 （ 必須） 1 1 1 8 數(shù)字精密電源 （ 必須） 5 9 高低溫循環(huán)試驗(yàn)機(jī) （ 可以緩） 1 9 9 10 空壓機(jī) （ 必須） 2 3 6 11 精密氣壓式手動(dòng)點(diǎn)膠機(jī) 可以緩 1 12 半自動(dòng)灌膠機(jī) （ 必須） 1 1 1 13 顯微鏡 （ 必須） 2 14 手動(dòng)動(dòng)焊線機(jī) （ 必須） 2 15 自動(dòng)壓 PIN線 （ 必須） 1 4 4 16 精密熱風(fēng)烤箱 （ 必須） 6 17 金相顯微鏡 （ 可以緩） 1 18 其他 (模具包括信號(hào)燈頭殼體、模腔 ) 20 10 合計(jì) 49 167。 工程方案 本項(xiàng)目使用原有的生產(chǎn)車(chē)間，進(jìn)行潔凈廠房改造，沒(méi)有新增建筑物。項(xiàng)目利用原 工業(yè) 面積約 1200平方米，潔凈廠房改造費(fèi)用約 30 萬(wàn)元，改造后主要從事大功率 LED的設(shè)計(jì)、封裝等，改造后確保 符合生產(chǎn)要求。 本項(xiàng)目需要少量的水電、消防、降溫等配套安裝工程。具體可見(jiàn)第七章總圖運(yùn)輸與公用輔助工程的內(nèi)容。 第六章 主要原材料和能源供應(yīng) 167。 主要原材料供應(yīng) 本項(xiàng)目產(chǎn)品使用的原材料來(lái)源通過(guò)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)采購(gòu)。原材料主要年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 32 頁(yè)，共 64 頁(yè) 是芯片（約占材料成本的 6070%）、支架及透鏡（約占材料的 2030%）。芯片以美國(guó) CREE、 BRIDGELUX、 SEMILEDS，德國(guó) orsram、臺(tái)灣晶元，國(guó)內(nèi)三安、路美、晶能、士蘭、華光等生產(chǎn)商為主；支架、透鏡、鋼材及其他輔助材料以國(guó)內(nèi)采購(gòu)為主， 市場(chǎng)供應(yīng)充裕，完全能夠滿(mǎn)足本項(xiàng)目的 需求。 167。 能源供應(yīng) 本項(xiàng)目所需主要能源是水、電。項(xiàng)目用水由 三門(mén)縣 自來(lái)水公司供應(yīng)。電由 浙江 省電網(wǎng)公司供應(yīng)。項(xiàng)目單位擬投入一定資金用于水電配套設(shè)施改造，以滿(mǎn)足項(xiàng)目生產(chǎn)生活使用的需要。 167。 主要原材料、能源價(jià)格及年需要量 1. 原輔材料 項(xiàng)目產(chǎn)品使用的原材料主要是芯片、支架及透鏡、芯片、支架、透鏡、鋼材及環(huán)氧樹(shù)脂等輔助材料。年需要主要原附材料見(jiàn)表 61： 表 61： 主要原材料單位成本價(jià)格 原輔材料 來(lái)源 年用量 單價(jià) 金額 芯片 國(guó)內(nèi) /臺(tái)灣 6000萬(wàn)只 240萬(wàn)元 PCB 國(guó)內(nèi)采購(gòu) 6000萬(wàn)只 153萬(wàn)元 整流橋 國(guó)內(nèi)采購(gòu) 只 192萬(wàn)元 環(huán)氧樹(shù)脂及其他 國(guó)內(nèi)采購(gòu) 5T 35萬(wàn) 175萬(wàn)元 PIN針 國(guó)內(nèi)采購(gòu) 300kg 20元 殼體（ pc） 本廠 6000 60萬(wàn) 年 計(jì) 全年材料費(fèi) 2. 能源價(jià)格 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 33 頁(yè)，共 64 頁(yè) 本項(xiàng)目所需能源是電、水，由于生產(chǎn)能力擴(kuò)大，各項(xiàng)能源需求量均要增加，執(zhí)行政府指導(dǎo)價(jià)。見(jiàn)下表 6－ 2： 表 62: 新增主要能源價(jià)格 序號(hào) 名稱(chēng) 來(lái)源 用量 單價(jià) 金額 1 電 市政 300千瓦 （每天10h） / 千瓦時(shí) 99萬(wàn) 2 水 市政 500噸 /年 /T 3 合計(jì) 項(xiàng)目實(shí)施 達(dá)產(chǎn) 后，生產(chǎn)能力大幅提高，對(duì)于原材料和能源的要求都相應(yīng)有一定的提高。 達(dá)產(chǎn)年預(yù)計(jì)項(xiàng)目新增主要原材料、輔料共計(jì) 萬(wàn)元。所需能源動(dòng)力達(dá)產(chǎn)年需 。 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 34 頁(yè)，共 64 頁(yè) 第七章 總圖運(yùn)輸與公用輔助工程 167。 總圖布置 167。 總圖布置原則 本項(xiàng)目充分利用項(xiàng)目單位原有設(shè)施，不改變?cè)瓉?lái)總圖設(shè) 計(jì)。原來(lái)總圖設(shè)計(jì)根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地的地形、地質(zhì)、氣象等條件， 本著有利于生產(chǎn)，方便管理，確保安全，節(jié)約用地的原則，綜合考慮消防、環(huán)保、衛(wèi)生等要求，并嚴(yán)格按照《工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定及國(guó)家和地方的有關(guān)安全法令、法規(guī)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)布置。 167。 場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸 1. 場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸 本項(xiàng)目場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸也極其便利。原廠區(qū)將生產(chǎn)區(qū)與生活行政區(qū)分開(kāi)布置，方便生產(chǎn)生活不相干擾和便于管理。 2. 場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸方式 （ 1）生產(chǎn)物資（主要是：原料和輔料等）及維修用備品備件，擬采取由銷(xiāo)售方負(fù)責(zé)送至廠內(nèi)或依靠社會(huì)運(yùn)力承擔(dān)方式解決。 （ 2）廠內(nèi)道路 廠內(nèi)道路圍繞生產(chǎn)廠區(qū)核心及貨物便于送進(jìn)倉(cāng)庫(kù)，設(shè)置廠區(qū)環(huán)形主車(chē)道；其余道路設(shè)置以方便手推車(chē)從倉(cāng)庫(kù)取料，送至生產(chǎn)車(chē)間各部分，及方便維修人員、檢驗(yàn)人員工作為宜。 167。 公用輔助工程 167。 給排水 （ 1）《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500152020）； 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 35 頁(yè)，共 64 頁(yè) （ 2）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ GBJ16— 87）（ 2020 年修訂版）； （ 3）《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 500132020）； （ 4）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 500142020）； （ 5）《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理 設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5005095）； （ 6）工藝、建筑等專(zhuān)業(yè)條件及給排水現(xiàn)狀條件。 2. 供水原則 （ 1）本項(xiàng)目的供水目標(biāo)是及時(shí)、足量，保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，不因供水不足而停產(chǎn)。 （ 2）本項(xiàng)目的生產(chǎn)用水和生活用水實(shí)行分管供應(yīng)。 （ 3）本項(xiàng)目的生產(chǎn)用水采用一路供水。消防用水設(shè)施按現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求進(jìn)行布置，本項(xiàng)目需自行設(shè)置消防水泵站、消防水池。 （ 4）本項(xiàng)目的用水需設(shè)置計(jì)量表，對(duì)用水量進(jìn)行管理控制。 （ 5）給水系統(tǒng)的設(shè)置按保證放盡存水原則配置。 3. 給水系統(tǒng) （ 1）水源 本項(xiàng)目水源為市政 自來(lái)水。 （ 2）冷水給水系統(tǒng)。 生產(chǎn)、生活用水均由市政自來(lái)水直接供給，市政自來(lái)水的壓力在～ ，可滿(mǎn)足需求。 （ 3）給水管管材與接口 生活給水管采用硬聚氯乙烯給水管，部分給水管采用溶劑粘接型承口配件及直管式管材或彈性密封圈連接型承口配件及承插口管材。 4. 排水系統(tǒng) （ 1）排水體制 年產(chǎn) 億只 LED 燈頭系列產(chǎn)品技術(shù)投資項(xiàng)目 第 36 頁(yè)，共 64 頁(yè) 排水體制采用分流制，即分生產(chǎn)、生活污水和雨水三個(gè)排放體制。 （ 2）污水系統(tǒng) 污水排入污水檢查井，經(jīng)化糞池處理后方能排入城市下水道。 （ 3）雨水系統(tǒng) 屋面雨水經(jīng)雨水斗、雨水立管排入地面雨水口或檢查井，地面雨水經(jīng)雨水口 、檢查井排入浴水管道，最后排入廠區(qū)已建好的總雨水管道。 （ 4）排水管管材 排水干管、支管及附件凡靠近食堂、酒樓等廚房灶臺(tái)、洗滌池、鍋爐房降溫排污等可能連續(xù) 40 度高溫以上場(chǎng)所均須采用（或改用）鑄鐵排水管。 5. 給排水投資 本項(xiàng)目利用項(xiàng)目單位原有給排水設(shè)施，需要進(jìn)行部分改造與原有設(shè)施連接配套，需要投資 6 萬(wàn)元。 167。 供電 1．供電 （ 1）負(fù)荷等級(jí) 二級(jí)負(fù)荷：消防負(fù)荷及不能中斷的生產(chǎn)用電負(fù)荷。 三級(jí)負(fù)荷：除二級(jí)負(fù)荷外的其他負(fù)荷。 （ 2）供電設(shè)施 由 浙江省三門(mén)縣電力 公司提供，廠區(qū)自備發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，保證二級(jí)負(fù) 荷的用電。 （ 3）配電系統(tǒng)電壓確定 低壓電動(dòng)機(jī) —— 380V 照明系統(tǒng) —— 380/220V 年產(chǎn)