【正文】 道外邊5m寬區(qū)域內(nèi)的平均水平照度與相鄰的5m寬車行道上平均水平照度之比。～65176。角和80176。且不管光源光通量的大小，其在90176。 機(jī)動(dòng)車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值機(jī)動(dòng)車交通道路照明應(yīng)以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均勻度和縱向均勻度（或路面照度均勻度）、眩光、環(huán)境比等為評(píng)價(jià)指標(biāo)?！笆侨f盞”的開展為有效引導(dǎo)我國半導(dǎo)體照明應(yīng)用的健康快速發(fā)展，擴(kuò)大半導(dǎo)體照明市場規(guī)模，拉動(dòng)消費(fèi)需求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新能力的提高，迅速提升我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的整體競爭力奠定良好的基礎(chǔ)。但是節(jié)能、散熱、光衰、成本、技術(shù)等一系列問題拷問著路燈企業(yè)神經(jīng)，拷問著半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的上下游企業(yè)。LED路燈應(yīng)用“南熱北冷”，珠三角區(qū)域的應(yīng)用數(shù)量明顯高于長江以北的區(qū)域。我國存在著全球最大的戶外LED照明市場，發(fā)展前景毋庸置疑。外延材料和芯片制造眾多核心技術(shù)有待完善；重大裝備國產(chǎn)化步伐還應(yīng)加快；LED照明標(biāo)準(zhǔn)制定迫在眉睫。第二章 LED的基本原理 發(fā)光原理LED是發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)的簡稱。其工作原理是利用發(fā)光二體的材料，由外部施加Vcc電壓，使電子與空穴結(jié)合達(dá)到熱平衡時(shí)，過剩的能量會(huì)以光的形式直接釋出，得到所需光譜。若空穴與電子的能量達(dá)到某定值以上,則空穴即跨越PN接合進(jìn)入N層,而與大量電子再結(jié)合、發(fā)光。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和材料，LED發(fā)出的顏色也是不同的。根據(jù)不同光譜波長，發(fā)出不同顏色混合可形成照明所需的白光。也正是由于LED發(fā)光的波長是單一的，由材料決定，因此人為地將波長控制在可見光范圍內(nèi)，將大大減少紫外及紅外光帶來的環(huán)境污染，能源浪費(fèi)等。在制作工藝上除了要對(duì)芯片進(jìn)行焊接外，還要對(duì)芯片和兩個(gè)電極進(jìn)行保護(hù)。芯片的折射率與空氣的相差很大，致使芯片內(nèi)部的全反射臨界角很小，因此芯片發(fā)光層產(chǎn)生的光只有小部分被取出，大部分在芯片內(nèi)部經(jīng)過多次反射而被吸收，選用相應(yīng)折射率的環(huán)氧樹脂過渡，可以提高芯片的出光效率。光線經(jīng)過環(huán)氧樹脂會(huì)有部分光線被反射回來，經(jīng)過反射帽的再反射，再經(jīng)過環(huán)氧樹脂層射出，則可提高光線利用率，同時(shí)也起到優(yōu)化光線發(fā)射角度的作用。從二十世紀(jì)90 年代開始,由于LED 外延、芯片技術(shù)上的突破,四元系A(chǔ)l2GaInP 和GaN 基的LED 相繼問世,實(shí)現(xiàn)了LED 全色化,發(fā)光亮度大大提高,并可組合各種顏色和白光。目前單芯片1W大功率LED已產(chǎn)業(yè)化并推向市場,這使得超高亮度LED的應(yīng)用面不斷擴(kuò)大,由特種照明的市場領(lǐng)域,逐步向普通照明市場邁進(jìn)。 大功率LED封裝主要涉及光、熱、電、結(jié)構(gòu)與工藝等方面。其中，光是LED封裝的目的，熱是關(guān)鍵，電、結(jié)構(gòu)與工藝是手段，而性能是封裝水平的具體體現(xiàn)。否則，等芯片制造完成后，可能由于封裝的需要對(duì)芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而延長了產(chǎn)品研發(fā)周期和工藝成本，有時(shí)甚至不可能。散熱基板的作用就是吸收芯片產(chǎn)生的熱量，并傳導(dǎo)到熱沉上，實(shí)現(xiàn)與外界的熱交換。Lamina Ceramics公司則研制了低溫共燒陶瓷金屬基板，（a）。封裝界面對(duì)熱阻影響也很大，如果不能正確處理界，就難以獲得良好的散熱效果。改善LED封裝的關(guān)鍵在于減少界面和界面接觸熱阻，增強(qiáng)散熱。LED封裝常用的TIM為導(dǎo)電膠和導(dǎo)熱膠，由于熱導(dǎo)率較低，致使界面熱阻很高。 （a）低溫共燒陶瓷金屬基板 （b） 覆銅陶瓷基板截面示意圖二、高取光率封裝結(jié)構(gòu)與工藝在LED使用過程中，輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子在向外發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的損失，主要包括三個(gè)方面：芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷以及材料的吸收；光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失；以及由于入射角大于全反射臨界角而引起的全反射損失。該部分設(shè)計(jì)理念同小功率LED類同。熒光粉涂層是由環(huán)氧或硅膠與熒光粉調(diào)配而成，散熱性能較差，當(dāng)受到紫光或紫外光的輻射時(shí)，易發(fā)生溫度猝滅和老化，使發(fā)光效率降低。由于常用熒光粉尺寸在1um以上。Lumileds公司開發(fā)的保形涂層（Conformal coating）技術(shù)可實(shí)現(xiàn)熒光粉的均勻涂覆，保障了光色的均勻性，（b）。 三、電學(xué)設(shè)計(jì)LED 封裝的電學(xué)設(shè)計(jì)是指通過電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 的控制,包括電源驅(qū)動(dòng),色彩和亮度等性能的變化,以及使用過程中的電流、溫度、光學(xué)特性的自動(dòng)反饋,甚至根據(jù)時(shí)序的變化,實(shí)現(xiàn)周期性控制。大功率白光LED 的優(yōu)勢要得到體現(xiàn), 特別是要保證它的長壽命和色彩均勻的特點(diǎn),其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。由于每個(gè)LED 的正向電壓V 值不同(與芯片制造工藝有關(guān)) , 且溫度對(duì)V 影響較大,V 的稍微增加, I 值會(huì)急劇增大,使LED 功耗和溫度急劇增加,導(dǎo)致LED 的破壞性使用。而恒流驅(qū)動(dòng)正相反,即使LED 本身V 值有所偏差,或者溫度發(fā)生變化,或者電源電壓發(fā)生一定的波動(dòng),由于恒流源的存在,LED 本身的工作狀態(tài)仍保持不變。四、機(jī)械( 結(jié)構(gòu)) 設(shè)計(jì)LED封裝的機(jī)械設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)尺寸,可加工性及制造成本等。第三章 功率LED的散熱問題 大功率LED散熱問題的產(chǎn)生傳統(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(tái)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(dá)250～300 ℃/ W。在大功率LED中，散熱是個(gè)大問題。另外，一般功率器件（如電源Ic）的散熱計(jì)算中，只要結(jié)溫小于最大允許結(jié)溫溫度（一般是125℃）就可以了。其原因是TJ對(duì)LED的出光率及壽命有較大影響：TJ越高會(huì)使LED的出光率越低，壽命越短。 大功率LED散熱問題的解決方法對(duì)于現(xiàn)有的LED光效水平而言，由于輸入電能的70％左右轉(zhuǎn)變成為熱量，且LED芯片面積小，因此，芯片散熱是LED封裝必須解決的關(guān)鍵問題。大功率LED熱量大小跟恒流驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，如果恒流驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)不好，有效功率不高，熱量非常高，什么散熱辦法都沒有用，LED的壽命都不長。加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱方式系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低，熱管和回路熱管散熱方式成本高。 各種因素對(duì)于散熱能力的影響熱輻射系數(shù)對(duì)LED散熱的影響根據(jù)斯蒂芬玻耳茲曼定律，輻照度j*與溫度T之間的關(guān)系：j*=εσT。k)，稱為斯蒂芬玻耳茲曼常數(shù)。當(dāng)輸入功率為1 W時(shí)，10W，‰；功率達(dá)到2 W時(shí)，‰。熱導(dǎo)率對(duì)LED的散熱的影響 透鏡封裝材料熱導(dǎo)率只考慮熱傳導(dǎo)與對(duì)流，改變不同封裝填充材料如硅樹脂．得出結(jié)果。 WmK時(shí)，不同熱沉材料的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)于LED最大功率影響。 熱沉材料的選擇對(duì)于LED最大功率的影響材料熱導(dǎo)率/WmK器件最低溫度/℃芯片溫度/℃最大功率/W銀419銅385金310鋁210鐵76．2綜上所述，熱導(dǎo)率變化對(duì)LED最大功率影響微弱。可以看出，增加散熱面積是很好的散熱方式，可以輕易地提高LED器件散熱能力，這是目前LED產(chǎn)品所普遍使用的散熱方式之一。無限度地提高LED散熱片面積顯然不現(xiàn)實(shí)， W左右，出于成本等因素就不能繼續(xù)提高。固定結(jié)構(gòu)的散熱與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)有關(guān)。強(qiáng)對(duì)流方式在一定速度內(nèi)會(huì)大大提高LED產(chǎn)品的散熱能力，有助于提高散熱效果。但由于成本限制，且不可能無限制地增加散熱面積，因此，要提升LED產(chǎn)品的散熱能力，關(guān)鍵要在最大努力增加散熱面積時(shí)，尋找一種可以快速將上表面熱量帶走的散熱方式。由K2系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看出：在管芯下面有一個(gè)尺寸較大的金屬散熱墊，它能使管芯的熱量通過散熱墊傳到外面去。 LED與PCB焊接圖散熱墊的底面與PCB的敷銅面焊在一起，以較大的敷銅層作散熱面。這是一種最簡單的散熱結(jié)構(gòu)。大功率LED主要的散熱路徑是：管芯→散熱墊→印制板敷銅層→印制板→環(huán)境空氣。 散熱路徑圖在熱的傳導(dǎo)過程中，各種材料的導(dǎo)熱性能不同，即有不同的熱阻。 大功率LED散熱問題目前的情況目前，很多功率型LED的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到350mA、700mA甚至1A，這將會(huì)引起芯片內(nèi)部熱量不能及時(shí)發(fā)散，導(dǎo)致發(fā)光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。多數(shù)廠家還建議在高性能要求場合中使用散熱片，依靠強(qiáng)對(duì)流散熱等方法促進(jìn)大功率LED散熱。相當(dāng)多的研究將精力集中于尋找高熱導(dǎo)率熱沉與封裝材料，然而當(dāng)LED功率達(dá)到10 W以上時(shí)，這種關(guān)注遇到了相當(dāng)大的阻力。目前LED路燈散熱設(shè)計(jì)中可能存在的問題有：。、忽視對(duì)流散熱環(huán)節(jié)，盡管眾多的廠家考慮了各種各樣的措施：熱管、回路熱管、加導(dǎo)熱硅脂等，卻沒有認(rèn)識(shí)到熱量最終還是要依靠燈具的外表面積散走 ?，F(xiàn)在LED路燈散熱技