【導(dǎo)讀】第二章項目提出的背景及建設(shè)的必要性................5. 工程咨詢資格等級：甲級。申報資源節(jié)約和環(huán)境保護2021

　　

【正文】 內(nèi)裝飾、 LED 路燈等領(lǐng)域， LED 進入通用照明 市場仍需一定的時間。近年來， LED 路燈逐步得到市場的關(guān)注 。 目前，各地政府都在積極推動建設(shè) LED 路燈示范階段，如 2021 年年底，廣東推出的 ―千里十萬 ‖計劃以及天津工業(yè)大學(xué)的 LED 示范工程。雖然各地政府都在積極推動 LED 路燈示范工程的發(fā)展，但由于目前LED 路燈在產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面仍有待提升，加之產(chǎn)品價格仍與傳統(tǒng)產(chǎn)品具有較大的差距， LED 路燈的商業(yè)化仍需一定的時間。除 LED 路燈外，低溫照明近年來在全球市場也得到快速發(fā)展，成為 LED 新的利 潤 市場，美國、日本以及中國臺灣大賣場中都擁有采用 LED低溫照明的產(chǎn)品，雖然該市場 在中國尚未啟動，但未 來仍有廣闊的市場發(fā)展前景。 第四節(jié) 項目市場定位 一 、項目方向 運用自行研發(fā)與對外合作方式，通過國內(nèi)配套生產(chǎn)出 LED 及 LED 終端系列產(chǎn)品，為我國白光 LED 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、市場化方面起到積極的推進作用。 二 、市場方向 本項目產(chǎn)品市場定位的基礎(chǔ)是：首先滿足國內(nèi)迅速增長的市場；與此同時，嚴格按照 ISO9000 質(zhì)量管理體系標準，立足白光 LED 系列產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，早日打入國際市場，參與國際競爭，出口創(chuàng)匯。 三 、研究方向 LED 封裝 傳統(tǒng) LED 封裝技術(shù)較為成熟，而功率型 LED 封裝的關(guān)鍵技術(shù)工藝 中需要進一步提高 光效、降低熱阻、減少產(chǎn)品成本，提高競爭力 。 LED 路燈 就芯片與封裝來說 ,與小功率 LED 相比 ,照明用功 率型 LED 應(yīng)用中解決主要 散熱技術(shù)、二次光學(xué)設(shè)計等技術(shù) 、 穩(wěn)定性等問題。 LED 礦燈 采用新型鋰離子電池作礦燈電源，鋰離子電池于20 世紀 90 年代初在日本研制成功，標稱電壓 (鉛酸 蓄 電 池 2V), 比能量 140Wh/kg( 鉛酸蓄電池3050Wh/kg)， 無記憶效應(yīng)，免維護，循環(huán)壽命長，而且無污染，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。由于其優(yōu)異的性能，發(fā)展十分迅速，十幾年來在通訊、小型電器、電動車輛、航 天等方面得到了廣泛應(yīng)用。 其他照明產(chǎn)品 二次光學(xué)設(shè)計技術(shù)、散熱設(shè)計從散熱結(jié)構(gòu)、 LED分布等方面進行研究。 第四章 建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案 第一節(jié) 建設(shè)規(guī)模 根據(jù)市場情況，在兩年的時間內(nèi)使生產(chǎn)達到設(shè)計規(guī)模。生產(chǎn) LED1800 萬只，并研發(fā)生產(chǎn) 5 萬臺 LED照明終端產(chǎn)品投放市場。 第二節(jié) 產(chǎn)品方案 本 LED 項目包括 LED 封裝生產(chǎn)線的建設(shè)和應(yīng)用LED 進行終端產(chǎn)品生產(chǎn)兩大部分。 LED 封裝生產(chǎn)線包括普通 LED及大功率 LED封裝線；終端產(chǎn)品選定 LED路燈、 LED 礦燈、 LED 吸墻燈、 LED 地埋燈、 LED庭院燈、 LED 射燈、 LED 水下燈及其他大功率 LED照明產(chǎn)品。 豐光系列冷光源礦燈采用專用安全型聚合物鋰離子電池為電源，大功率 LED 為照明光源、精準 IC 為保護器件設(shè)計制造的高科技型礦燈，該燈外型美觀、體積小、重量輕、容量大、點燈時間長、燈光照度高、穿透能力強、使用方便免維護、壽命長、無污染?？勺詣舆\行現(xiàn)過充電保護、過放電保護、過電流保護和短路保護，保證了礦燈在充電和井下使用的安全。 LED礦燈技術(shù)參數(shù)見表 41， YLD60/100/120 型大功率 LED 路燈性能參數(shù)見表 42，大功率 LED 技術(shù)參數(shù)見表 43。 表 41 LED 礦燈技術(shù)參數(shù) 序號 項目 參數(shù) 單位 備注 1 額定電壓 V 2 額定容量 5 AH 3 點燈時間 1520 H 4 照度（主光源） 初始 1300 LX 距燈頭 1米處 11 小時后 900 LX 5 LED 平均電流 主光源 300 MA 輔助光源 110 MA 6 充電保護電壓 177。 V 7 放電保護電壓 177。 V 8 電池循環(huán)壽命 ≥500 次 9 外形最大尺寸 1304590 MM 10 重量 ≤ KG 全燈 11 光源溫度 ≤60 ℃ 12 光源壽命 ≥50000 H 表 42 大功率 LED 路燈性能參數(shù) 序號 參數(shù) 數(shù)值 1 外觀結(jié)構(gòu) 燈具與光源為一體式結(jié)構(gòu)，鋁合金外殼，表面進行陽極氧化處理和靜電噴涂 2 輸入電壓 220V（ AC） 3 功率因數(shù) ＞ 4 使用壽命 ＞ 50000 小時 5 色溫 4500～ 7000K（可選） 續(xù)表 42 序號 參數(shù) 數(shù)值 6 光效 ＞ 80lm/w 7 安裝螺栓 ＞ 扭緊力矩 8 工作溫度 20℃ ～ 45℃ 9 燈罩防護等級 IP65 10 尺寸： 長 寬 高： 900360200 毫米 11 重量 10177。1kg 12 懸挑角度 不小于 15176。 13 懸挑長度 米 14 安裝間距 27 米 15 安裝高度 FYLD－ 60： 高度 6 米 FYLD—100： 高度 9 米 FYLD—120： 高度 12 米 16 外殼溫升 不大于 30℃ 17 總光通量 FYLD－ 60： 3000lm FYLD—100： 4300lm FYLD—120： 5200 lm 表 43 大功率 LED 技術(shù) 參數(shù) 參數(shù)類別 紅黃光系列 藍綠白光系列 發(fā)光角度 125177。5176。 125177。5176。 極限沖擊電流 800mA（ ） 800mA（ ） 反向擊穿電壓 ≥8V ≥5V 反向漏電電流 ≤20uA ≤30uA 靜電擊穿電壓 2021V 2021V 儲存溫度 35℃ —60℃ 35℃ —60℃ 工作溫度 35℃ —60℃ 35℃ —60℃ 焊接溫度 260℃ （ 5S） 260℃ （ 5S） 正向電流 400 mA 350 mA 功耗 波長及色溫 580—630nm 3500—6500K 正向壓降 2— V — 光通量 30—35 lm 70—100lm 第三節(jié) 生產(chǎn)工藝 一、封裝技術(shù)概況 1） LED 單芯片封裝 LED 在過去的 30 多年里，取得飛速發(fā)展。第一批產(chǎn)品出現(xiàn)在 1968 年，工作電流 20mA 的 LED 的光通量只有千分之幾流明，相應(yīng)的發(fā)光效率為 lm/W，而且只有一種光色為 650 nm 的紅色光。 70 年代初該技術(shù)進步很快，發(fā)光效率達到 1 lm/W，顏色也擴大到紅色、綠色和黃色。伴隨著新材料的發(fā)明和光效的提高，單個 LED 光源的功率和光通量也在 迅速增加。原先，一般 LED 的驅(qū)動電流僅為 20 mA。到了 20 世紀90 年代，一種代號為 ―食人魚 ‖的 LED 光源的驅(qū)動電流增加到 5070mA，而新型大功率 LED 的驅(qū)動電流達到 300—500 mA。特別是 1998 年白光 LED 的開發(fā)成功，使得 LED 應(yīng)用從單純的標識顯示功能向照明功能邁出了實質(zhì)性的一步。 半導(dǎo)體 LED 若要作為照明光源，常規(guī)產(chǎn)品的光通量與白熾燈和熒光燈等通用性光源相比，距離甚遠。因此， LED 要在照明領(lǐng)域發(fā)展，關(guān)鍵是要將其發(fā)光效率、光通量提高至現(xiàn)有照明光源的等級。由于 LED 芯片輸入功率的不斷提高，功率型 LED 封裝技術(shù)主要應(yīng) 滿足以下兩點要求： ① 封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率；② 熱阻要盡可能低，這樣才能保證功率 LED 的光電性能和可靠性。 功率型 LED 所用的外延材料采用 MOCVD 的外延生長技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)，雖然其內(nèi)量子效率還需進一步提高，但獲得高發(fā)光通量的最大障礙仍是芯片的取光效率低?，F(xiàn)有的功率型 LED 的設(shè)計采用了倒裝焊新結(jié)構(gòu)來提高芯片的取光效率，改善芯片的熱特性，并通過增大芯片面積，加大工作電流來提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率，從而獲得較高的發(fā)光通量，除了芯片外，器件的封裝技術(shù)也舉足輕重。 功率型 LED 封裝關(guān)鍵技術(shù)： 傳統(tǒng)的指示燈型 LED 封裝結(jié)構(gòu)，一般是用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺寸的反射杯中或載片臺上，由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹脂封裝而成，其熱阻高達 150～ 250℃ /W，新的功率型芯片若采用傳統(tǒng)式的 LED 封裝形式，將會因為散熱不良而導(dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升和環(huán)氧碳化變黃，從而造成器件的加速光衰直至失效，甚至因為迅速的熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力造成開路而失效。 對于大工作電流的功率型 LED 芯片，低熱阻、散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型 LED 器件的技術(shù)關(guān)鍵?？刹捎玫妥杪?、高導(dǎo)熱性能的材料粘結(jié)芯片；在 芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉，并采用半包封結(jié)構(gòu)，加速散熱；甚至設(shè)計二次散熱裝置，來降低器件的熱阻；在器件的內(nèi)部，填充透明度高的柔性硅膠，膠體不會因溫度驟然變化而導(dǎo)致器件開路，也不會出現(xiàn)變黃現(xiàn)象；零件材料也應(yīng)充分考慮其導(dǎo)熱、散熱特性，以獲得良好的整體熱特性。 普通 LED 和大功率 LED 封裝結(jié)構(gòu)分別見圖 41，圖 42。熱阻參考值見表 44。 圖 41 普通 LED 封裝結(jié)構(gòu)圖 圖 42 大功率 LED 封裝結(jié)構(gòu)圖 表 44 普通 LED 與大功率 LED 的熱阻參考值對比 LED 功率 熱阻參考 (℃ /W) 普通 LED 150～ 250 1W LED ＜ 50 3W LED ＜ 30 5W LED ＜ 18 10W LED ＜ 9 b． 二次光學(xué)設(shè)計技術(shù) 為提高器件的 取光效率，設(shè)計外加的反射杯與多重光學(xué)透鏡。 c． 功率型 LED 白光技術(shù) 常見的實現(xiàn)白光的工藝方法有如下三種： ① 藍色芯片上涂上 YAG 熒光粉，藍光激發(fā)熒光粉發(fā)出的黃綠光與藍光合成白光。該方法相對簡單，效率高，具有實用性。缺點是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導(dǎo)致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好；色溫偏高，顯色性不理想。 ② RGB 三基色多個芯片或多個器件發(fā)光混色成白光，或者用藍 +黃色雙芯片補色產(chǎn)生白光。只要散熱得法，該方法產(chǎn)生的白光較前一種方法穩(wěn)定 。 ③ 在紫外光芯片上涂 RGB 熒光粉，利 用紫光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和 RGB 熒光粉效率較低，仍未達到實用階段。 表 45 三條主要的白光 LED 制備路線比較 紫外LED + RGB 熒光粉 藍光LED + 黃色熒光粉 二元互補色 LED RGB 多芯片組合 白光LED 芯片 顯色性 最好 一般 一般 一般 好 色穩(wěn)定性 最好 好 一般 一般 好 流明保持 未有數(shù)據(jù) 一般 好 好 好 率 熒光材料 在研 較成熟 效率 最好 好 一般 一般 好 應(yīng)用 白光照明 背光源 特殊照明 顯示 背光源 隨著 W 級功率芯片制造技術(shù)和白光 LED 工藝技術(shù)的發(fā)展， LED 產(chǎn)品正逐步進入照明市場，顯示或指示用的傳統(tǒng) LED 產(chǎn)品參數(shù)檢測標準及測試方法已不能滿足照明應(yīng)用的需要。國內(nèi)外的半導(dǎo)體設(shè)備儀器生產(chǎn)企業(yè)也紛紛推出各自的測試儀器，不同的儀器使用的測試原理、條件、標準存在一定的差異，增加了測試應(yīng)用、產(chǎn)品性能比較工作的難度和問題復(fù)雜化。 LED要往照明業(yè)拓展，建立 LED 照明產(chǎn)品標準是產(chǎn)業(yè)規(guī)范化的重要手段。 保證 由于燈具外觀的限制，照明用 LED 的裝配空間密封且受到局限，不利于 LED 散熱，這意味著照明 LED的使用環(huán)境要劣于傳統(tǒng)顯示、指示用 LED 產(chǎn)品。另外，照明 LED 是處于大電流驅(qū)動下工作，這就對其提出更高的可靠性要求。在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，針對不同的產(chǎn)品 用途，進行適當(dāng)?shù)臒崂匣?、溫度循環(huán)沖擊、負載老化工藝篩選試驗，剔除早期失效品，保證產(chǎn)品的可靠性很有必要。 由于 GaN 是寬禁帶材料，電阻率較高，該類芯片在生產(chǎn)過程中因靜電產(chǎn)生的感生電荷不易消失，累積到相當(dāng)?shù)某潭?，可以產(chǎn)生很高的靜電電壓。當(dāng)超 過材料的承受能力時，會發(fā)生擊穿現(xiàn)象并放電。藍寶石襯底的藍色芯片其正負電極均位于芯片上面，間距很小；對于 InGaN/AlGaN/GaN 雙異質(zhì)結(jié)， InGaN 有源層僅幾十納米，對靜電的承受能力很小，極易被靜電擊穿，使器件失效。 GaN 基 LED 和傳統(tǒng)的 LED 相比，抗靜電能力差是其鮮明的缺點，靜電導(dǎo)致的失效問題已成