【正文】 大的應(yīng)用領(lǐng)域。廈門、重慶、上海、廣州、沈陽和哈爾濱等城市已建成一批 LED 景觀照明示范工程。 （ 2）交通信號燈 交通信號燈的市場規(guī)模達(dá) 10 億元以上。如上海市明 確規(guī)定新上交通信號燈一律采用 LED 作為光源。傳統(tǒng)信號機以雙燈絲白熾燈泡為光源，燈泡壽命只有 1000 小時。并且，手持信號燈、客車床頭閱讀燈、安全標(biāo)志燈等鐵路信號及照明產(chǎn)品也開始使用 LED。 （ 3）顯示屏 顯示屏市場規(guī)模達(dá) 50 億元。目前我國 LED 顯示屏已經(jīng)廣泛應(yīng)用到車站、銀行、證券、醫(yī)院、體育場館、市政廣場、演唱會、車站、機場等公共場所。此外，隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展與成熟，信息的及時全面發(fā)布成為交通領(lǐng)域面向社會公眾服務(wù)的重要內(nèi)容，各類信息顯示設(shè)備成為機場、火車站、碼頭、公交車站、高速公路、城市道路、停車場等發(fā)布信息的主導(dǎo)手段。 （ 4）小尺寸 LCD背光源 國內(nèi)小尺寸（ 7寸以下）背光源市場約 50 億元。隨著彩屏手機，以及高像素拍照手機、大屏幕音影手機、多功能 3G 手機的盛行，預(yù)計每部手機所需 LED 顆數(shù)高達(dá) 1218顆。國內(nèi)封裝企業(yè)正在積極開展技術(shù)研發(fā)或引進(jìn)設(shè)備，以提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品品質(zhì)。 （ 5）汽車應(yīng)用 國內(nèi) LED 汽車燈具市場已超過 20 億元。隨著 LED發(fā)光組件技術(shù)水平的提高，產(chǎn)品價格的下降， LED 組合尾燈、 LED 剎車燈、 LED 轉(zhuǎn)向燈等將會成為我國轎車車燈的主流配置。車用LED 的下一應(yīng)用趨勢將是汽車前大燈。 LED 是低壓、直流供電，與太陽能光伏電池低壓、直 流供電的方式非常匹配，兩者結(jié)合不需要交流逆變器，真正實現(xiàn)新能源與新光源的結(jié)合。 167。 20xx 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 19 頁，共 80 頁 年中國 LED 照明產(chǎn)業(yè)市場銷售額預(yù)計將達(dá)到 1000 億元，大功率 LED照明產(chǎn)品市場銷售額預(yù)計約 450 億元。 在這些細(xì)分市場中，建筑景觀照明、汽車照明、太陽能 LED 照明、顯示屏市場市場需求增長將保持 20%以上的增長速度 ,市場潛力巨大。 167。 在這場競爭中，擁有完整產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，能夠調(diào)配更大范圍的經(jīng)濟(jì)資源，具有明顯的競爭優(yōu)勢和抗風(fēng)險能力。廣東 A集團(tuán)資源整合能力較強，下屬各子公司之間已初步形成了具有互補性的 LED照明產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，具備顯著的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。廣東 A集團(tuán)技術(shù)力量雄厚，關(guān)鍵帶頭人由數(shù)位回國創(chuàng)業(yè)的留美博士和碩士以及國內(nèi)在 LED 光電、封裝、熱學(xué)、材料等領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗高級人才組成。原材料主要是芯片（約占材料成本的 6070%）、支架及透鏡（約占材料的 2030%）。 預(yù)計在未來一段時期內(nèi)，匯率制度改革、人民幣升值趨勢有利于降低本項目原材料采購成本。項目單位致力于憑借產(chǎn)品性價比優(yōu)勢國內(nèi)外市場開拓，提高市場占有率。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 21 頁，共 80 頁 第三章 建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 167。 2. 建設(shè)規(guī)模 根據(jù)市場導(dǎo)向以及企業(yè)原有各種生產(chǎn)要素條件 ， 確定本項目建成后生產(chǎn)能力： ①大功率 LED 芯片封裝 億只 /年，包含大功率 LED 光源、高亮度白光 LED、背光源模組； ②公共照明燈具及模組 5萬只 /年； ③特種照明及裝飾燈燈具及模組 20 萬只 /年。 1. 項目典型產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 表 32 項目典型 產(chǎn)品 白光系列 技術(shù)規(guī)格 白光系列 產(chǎn)品 亮度（ mcd） 光通量（ lm） 色溫（ k） 電壓（ v） 3528 系列 ≥ 10000 ≥ 10 28008000 5050 系列 ≥ 120xx ≥ 20 大功率 1W 系列 ≥ 20xx0 60110 直插 LED 1200~24000 4 月 10 日 大功率 3W 系列 ≥ 30000 ≥ 180 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 22 頁，共 80 頁 表 33 項目典型 產(chǎn)品 紅光系列 技術(shù)規(guī)格 紅光系列 產(chǎn)品 亮度（ mcd） 光通量（ lm） 波長（ nm） 電壓（ v） 3528 系列 ≥ 800 / 620650 5050 系列 ≥ 1200 / 大功率 1W 系列 ≥ 3000 / 直插 LED 1005000 / 大功率 3W 系列 ≥ 30000 / 表 34 項目典型 產(chǎn)品 綠光系列 技術(shù)規(guī)格 綠光系列 產(chǎn)品 亮度（ mcd） 光通量（ lm） 波長（ nm） 電壓（ v） 3528 系列 ≥ 1000 / 510530 5050 系列 ≥ 3000 / 大功率 1W 系列 ≥ 10000 / 直插 LED 20xx~20xx0 / 大功率 3W 系列 ≥ 15000 / 表 34 項目典型 產(chǎn)品 藍(lán)光系列 技術(shù)規(guī)格 藍(lán)光系列 產(chǎn)品 亮度（ mcd） 光通量（ lm） 波長（ nm） 電壓（ v） 3528 系列 ≥ 600 / 455475 5050 系列 ≥ 800 / 大功率 1W 系列 ≥ 3000 / 直插 LED 200~3500 / 大功率 3W 系列 ≥ 6000 / 目前 LED 原件暫時無國家標(biāo)準(zhǔn)可遵循， LED 企業(yè)都以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行或參照 LED領(lǐng)先企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其亮度半衰期通?？蛇_(dá)到十萬小時。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 23 頁，共 80 頁 （ 2）耗電低： LED 是一種低壓工作器件，因此在同等亮度下，耗電最小，可大量降低能耗，只有普通照明燈泡能耗的十分之一。到 20xx 年，我國照明用電估計就需 3000 億度以上。如果照明用電節(jié)約三分之一，則可節(jié)電 1000 億度，相當(dāng)于再建一座三峽 電力工程。 （ 3）響應(yīng)時間快： LED 一般可在幾十毫微秒 (ns)內(nèi)響應(yīng)，因此是一種高速器件，這也是其他光源望塵莫及的。 （ 4）體積小、重量輕、耐抗擊：這是半導(dǎo)體固體器件的固有特點。 （ 5）易于調(diào)光、調(diào)色、可控性大： LED 作為一種發(fā)光器件，可以通過流過電流的變化控制亮度，也可通過不同波長 LED 的配置實現(xiàn)色彩的變化與調(diào)節(jié)。另外，LED光源的應(yīng)用原則上不受空間的限制，可塑性極強，可以任意延伸，實現(xiàn)積木式拼裝。 （ 6）用 LED 制作的光源不存在諸如水銀、鉛等環(huán)境污染物，不會污染環(huán)境。 第四章 建設(shè)條件 167。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 24 頁，共 80 頁 該項目選址于佛山市南海區(qū)平洲沙尾橋工業(yè)西區(qū)（集團(tuán)三家項目實施主體都位于該工業(yè)區(qū)內(nèi)）。 167。 167。 珠三角地區(qū)有約三千家照明燈具廠，已經(jīng)形成了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群 ，為大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品提供了較為 廣闊的市場；物流、信息流快捷方便。 167。 （ 2）基于上述前提，本次技改則要求高起點、高水平，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，配備先進(jìn)適用的工藝裝備，建立合適的生產(chǎn)環(huán)境和管理制度。 （ 4）項目在廣東省 A 企業(yè)集團(tuán)有限公司下屬廣東 A光電科技有限公司、廣東 A金屬制品有限公司、佛山市南海平洲電子廠有限公司原有生產(chǎn)場地內(nèi)實施，形成大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。 （ 5）生產(chǎn)線按年產(chǎn) 億只大功率 LED 光源和公共照明燈具及模組 5萬只、特種照明及裝飾燈燈具及模組 20 萬只的生產(chǎn)能力進(jìn)行。 （ 7）技術(shù)改造中依法執(zhí)行消防、環(huán)境保護(hù)設(shè)施及職業(yè)安全衛(wèi)生與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用的“三同時”原則。 改造后工藝流程分析 項目主導(dǎo)產(chǎn)品大功率 LED 光源工藝流程如圖 51。這種軟封裝常用于數(shù)碼顯示、字符顯示或點陣顯示的產(chǎn)品中。這種引腳或封裝按外型尺寸的不同可以分成φ φ 5 直徑的封裝。、 30176。、 60176。、 120176。 ③ 微型封裝即貼片封裝（主要應(yīng)用于 SMD 產(chǎn)品） —— 將 LED 芯片粘結(jié)在微小型的引線框架上，焊好電極引線后，經(jīng)注塑成型，出光面一般用環(huán)氧樹脂包封。 ④雙列直插式封裝（主要應(yīng)用于食人魚產(chǎn)品） —— 用類似 IC 封裝的銅質(zhì)引線框架固定芯片，并焊接電極引線后用透明環(huán)氧包封，常見的有各種不同底腔的“食人魚”式封裝和超級食人魚式封裝，這種封裝芯片熱散失較好，熱阻低， LED 的輸入功率可達(dá) 0． 1w～ 0． 5w大于引腳式器件，但成本較高。常見的功率 LED 的封裝結(jié)構(gòu)如圖 52 所示，在這種封裝結(jié)構(gòu)中將 LED 功率芯片用合金法“燒結(jié)”在銅質(zhì)碗腔內(nèi)加以固定，引線經(jīng)焊接將 LED 正、負(fù)電極與覆銅鋁基板上的焊點連結(jié)起來，再用透明硅膠 (白光則用熒年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 27 頁，共 80 頁 光粉 )覆蓋芯片和引線，最后將根據(jù)要求的出光角度的透鏡安裝在鋁基板上，構(gòu)成一個功率 LED 器件。 圖 52 圖 53 由于用 PC 樹脂作透鏡，可以根據(jù)發(fā)光的要求的不同，設(shè)計出聚光型，發(fā)散型，側(cè)光型等透鏡。 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。 本項目將 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)問題。先后發(fā)表研究論文 10 余篇，申請國內(nèi)外專利 24 項，在國內(nèi)外具有廣泛的影響。同時，利用光學(xué)軟件，對反光杯的尺寸，熒光粉厚度、配比、位置，光學(xué)透鏡的形狀進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并開展了實驗進(jìn)行驗證。 圖 54 單芯片 LED 封裝模塊光譜圖 LED封裝材料和封裝工藝研究 采用基于共晶鍵合的芯片固晶工藝，研究了在多芯 片 COB 封裝技術(shù)中采用鋁基、銅基 MCPCB板和陶瓷基板的 LED 封裝工藝，如圖 55至 57。參見《超大功率 LED 微噴射流主動散 熱技術(shù)－專利 》，該專利主要是通過微噴主動散熱技術(shù)有效解決超大功率 LED 散熱問題，系統(tǒng)采用沖擊換熱，換熱系數(shù)大，換熱效果好，特別對高密度 LED 組能有效降溫，系統(tǒng)采用主動系統(tǒng)，封閉的內(nèi)循環(huán)冷卻方式，控制比較靈活，可根據(jù)需要任意方向設(shè)置，適用在 LED 工況經(jīng)常變化的場合進(jìn)行冷卻。 圖 58為超大功率 LED 光源的散熱系統(tǒng)原理圖和試驗裝置。 圖 58 本項目組提出的封閉微噴散熱系統(tǒng) 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 30 頁，共 80 頁 圖 59 實驗測試部分結(jié)果 在上述專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，前期研發(fā)中心的專家將該高效散熱系統(tǒng)應(yīng)用于研制的 220W大功率 LED光源和 1500W 超大功率 LED超強光源，如圖 8－ 9。 圖 8 220W 大功率 LED光源 圖 9 1500W超大功率 LED 光源 此外，與廣東 A集團(tuán)合作的武漢光電國家實驗室所屬 的材料研究與測試中心，擁有高倍率光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡（ SEM）等測年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 31 頁，共 80 頁 試儀器，可滿足研究過程中微觀結(jié)構(gòu)分析的需要。 開展大功率 LED 可靠性研究，對全球著名半導(dǎo)體照明企業(yè)(Lumileds、 CREE、 Seoul Semiconductor 等 )、國內(nèi)領(lǐng)先的 LED 企業(yè)（ Everlight、量子光電等）和實驗室自己研制的大功率 LED 進(jìn)行了700mA/1000 小時強化老化測試、 85℃ /85RH 加速實驗、 700mA/65℃/65RH加速實驗等可靠性實驗（如圖 510 所示），建模分析了不同失效模式對 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理，并針對性地對大功率LED 封裝制造中的關(guān)鍵工藝提出了改進(jìn)。同時，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，會產(chǎn)生脫層或氣泡，這會對 LED 的光能量輸出產(chǎn)生影響，使輸出光能量不到原來的 80%（如圖 512所示）。 大功率白光 LED封裝技術(shù)是廣東 A集團(tuán)大功率 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)、機械、材料、半導(dǎo)體等多學(xué)科。 基于以上認(rèn)識，本項目主要關(guān)鍵技術(shù)包括： 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 33 頁，共 80 頁 （ 1）運用光學(xué)技術(shù)，利用透鏡原理實現(xiàn)光斑控制，同時確保出光效率； （ 2）對熱阻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確保散熱效果； （ 3）運用機械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析和工藝技術(shù)，提高產(chǎn)品安全度和水密封效果。 167。故本次技改將在充分利用原有的生產(chǎn)設(shè)備、檢測儀器的基礎(chǔ)上，新增設(shè)備選型盡量與原有設(shè)備相匹配。 本項目設(shè)備一覽表如 表 5－ 2和