第一節(jié) LED節(jié)能燈管基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程
對于一般照明,在工藝結(jié)構(gòu)上,白光LED通常采用兩種方法形成。第一種是利用“藍光技術(shù)”與熒光粉配合形成白光;第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。LEDGaM芯片發(fā)藍光(λp=465NM),它和YAG(釔鋁石榴石)熒光粉封裝在一起,當熒光粉受藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光,結(jié)果,藍光和黃光混合形成白光。第二種方法采用不同色光的芯片封裝在一起,通過各色光混合而產(chǎn)生白光。
1、固晶
在這個環(huán)節(jié)主要是將芯片固定到相應的支架上,在固晶前需要先確定支架的類型和型號,大功率產(chǎn)品的支架目前有三個系列,比較常用的“E”系列,另外就是“F”系列,“P”系列。同樣的在這個環(huán)節(jié)會同步進行點膠。如果客戶又要求要加齊鈉,也是在這個環(huán)節(jié)操作。
2、焊線
固晶完成經(jīng)過烘烤完成后進入下一個環(huán)節(jié)就是“焊線”。焊線沒有特殊的地方,主要是要正負極性正確,同時防止虛焊或盡量少虛焊。由于大功率的實現(xiàn)有時需要將幾顆芯片集合到一齊,所以在焊線的時候就需要焊很多根線,這個環(huán)節(jié)尤其需要操作人員和QC加強品質(zhì)控制,以避免不必要的返工。
3、點黃膠
由于白光在制作流程中要加襯底,需要在焊線完成后進行點黃膠。作用是因為目前市場上能夠商業(yè)化生產(chǎn)的白光主要是利用白光加上黃色熒光粉來實現(xiàn),所以這個步驟決定了白光的色溫區(qū)域分布。接下來的光色測試就是要確定每一顆大功率LED是否在客戶訂單要求的色溫范圍內(nèi)。
4、光色測試
點完黃膠后進行光色測試,主要是根據(jù)白光色溫模塊圖來確定點黃膠的量。
5、蓋透鏡
主要是通過透鏡來實現(xiàn)發(fā)光的角度。
6、壓邊
通過沖壓機將透鏡的固定牢固。
7、注硅膠
注硅膠的主要目的是減慢LED發(fā)光的衰減期,延長使用壽命。
8、壓腳,分粒
就是將LED燈從支架上分開,成為一粒粒的燈。
9、測試
主要是測試色溫,波長,電壓,發(fā)光強度。白光測色溫,普通光測波長。
10、成品分光分檔
主要根據(jù)發(fā)光強度,電壓,色溫,波長來分。白光重點分色溫,普通光則按波長來分。
11、包裝入庫
根據(jù)上面的分光情況按照不同的標準包裝入庫。
第二節(jié) LED節(jié)能燈管國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
LED節(jié)能燈作為一種新型的產(chǎn)品,目前現(xiàn)行的北美產(chǎn)品安全標準沒有專門針對這類產(chǎn)品的技術(shù)要求,LED產(chǎn)品的測試成為業(yè)界的一個課題。美國UL實驗室針對目前這種 行業(yè) 狀況,正在組織編寫LED節(jié)能燈安全認證標準UL8750,這個標準目前還是草稿,沒被正式被采用為認證標準。因而,LED節(jié)能燈的認證測試問題,暫時沒有得到徹底解決。
多數(shù)LED都覆蓋一層保護性灌封材料以避免電氣和環(huán)境損害,同時也可提高光輸出并將熱量累積減到最少。傳統(tǒng)上,灌封材料多半仍由環(huán)氧樹脂和其它有機材料制成,因為它們的硬度、透明度和低成本比較符合應用需求;然而,隨著電子產(chǎn)業(yè)漸漸朝更高功率且更高亮度的沈陽LED發(fā)展,有機硅灌封膠現(xiàn)在反而愈來愈廣為使用。有機硅灌封膠不僅比環(huán)氧樹脂能承受更高的溫度,還能適用于無鉛回焊工藝,同時也提供了更高的透光率與更低的吸濕性。
根據(jù)LED節(jié)能燈的基本原理和結(jié)構(gòu)特點,美國MET實驗室提出一種現(xiàn)階段的過渡性檢測方案:采用傳統(tǒng)節(jié)能燈美國認證標準UL1993(對應加拿大標準CAN/CSA-C22.2No.0,CAN/CSA-C22.2No.74),和電源模塊標準UL1310或UL1012(對應加拿大標準CAN/CSA-C22.2No.107)對LED節(jié)能燈進行測試認證。
第三節(jié) LED節(jié)能燈管技術(shù)開發(fā)熱點、難點 分析
但是,與任何新技術(shù)一樣,LED燈還存在一些急需完善的方面。
1、研發(fā)LED高功率點光源
國際上,Philips、GE、OSRAN等大公司都有雙端的球形HID產(chǎn)品,這是目前世界上最先進的大功率HID光源,特別是Philips公司基于這種光源的體育場館燈具,燈具效率和配光曲線非常優(yōu)秀。盡管LED燈有很多獨特的優(yōu)勢,但目前這方面卻是空白。高功率密度的點狀光源對用于半導體發(fā)光原理的LED燈可能是一個很大的技術(shù)難點。
2、發(fā)展高效率、高功率因數(shù)、價優(yōu)的緊湊型模塊化
LED燈電源LED燈供電簡便,既可直流供電,又可脈沖交流供電。沒有HID和高壓霓虹燈的一系列麻煩。目前,低效率的供電系統(tǒng),拖了LED節(jié)能燈的后腿,節(jié)能水平大打折扣。開關(guān)電源從70年代的20KHZ的標準到目前已達到1MHZ以上的軟開關(guān)技術(shù),問題關(guān)鍵在于如何做到質(zhì)優(yōu)價廉。
3、發(fā)展新型LED混光、混色技術(shù)LED光源,單位體積很小,在很多場合明顯是優(yōu)點,但有時又是缺點。
如:在LED平面型光源上,通常出現(xiàn)點狀光斑以及混色不均勻現(xiàn)象。目前,混光、混色存在的問題是:混光、混色的均勻水平與透光率的矛盾。這個問題也是阻礙LED節(jié)能燈發(fā)展的因素,主要是材料的原因,急待攻克,對LED節(jié)能燈具實用性有很重要的意義。
第四節(jié) LED節(jié)能燈管未來技術(shù)發(fā)展趨勢
1、光通量有待進一步提高
采用LED作為照明光源,必須可以發(fā)出更多的光,必須具有更高的能量效率。LED發(fā)出的光與自然光仍有一定的差距。白熾燈具有非常強的黃色光的成分,給人一種溫暖的感覺。而白光LED發(fā)出的白光帶有藍色光的成分,在這種光的照明下,人們的視覺不很自然。因而必須通過新的技術(shù)和工藝來改變LED燈的光通量和光感。
2、加強授時精度
將當今最先進的網(wǎng)絡控制技術(shù)應用在LED控制系統(tǒng)中,實現(xiàn)遠端顯示的資料更新和控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化的管理,在同一局域網(wǎng)上的任意一臺工作計算機均可對近制主機系統(tǒng)進行顯示資料的編輯和修改。計算機與顯示屏之間的控制和資料信號的傳輸,可以使控制機房和顯示屏的位置不受距離限制,可以滿足各種條件、場合的要求。更可對多個顯示屏方便的實現(xiàn)集中、系統(tǒng)、交差控制。將高精度授時系統(tǒng)運用到電腦網(wǎng)絡和LED顯示系統(tǒng)中,使時間頻率精度達到授時臺原子鐘的精確度,使時刻誤差小于一毫秒,無積累誤差。
3、太陽能與LED照明的結(jié)合
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)能與LED照明完美結(jié)合的關(guān)鍵在于兩者同為直流電、電壓低且能互相匹配。因此兩者的結(jié)合不需要將太陽能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電,因此大大提高了整個照明系統(tǒng)的效率。同時,借助于并網(wǎng)技術(shù)或利用蓄電池充放能量,使其優(yōu)勢更加明顯。隨著相關(guān)技術(shù)的深入 研究 ,LED的發(fā)光效率正在不斷提高,超高亮度的LED將要問世,勢必會取代普通照明電光源,并大量節(jié)約能源且無污染。但是如何更合理地將太陽能與LED照明銜接以提高光的高效率與穩(wěn)定性是該技術(shù)發(fā)展的重點。
第五節(jié) LED節(jié)能燈管 行業(yè) 國內(nèi) 市場發(fā)展 特征 分析
一、產(chǎn)業(yè)成熟度 分析
我國擁有巨大的照明工業(yè)和照明市場。我國現(xiàn)在是世界照明電器生產(chǎn)大國和出口大國之一。通過“863”計劃等科技計劃的支持,我國已經(jīng)初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備、器件封裝集成應用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,現(xiàn)在全國從事半導體LED器件及照明系統(tǒng)規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)有400多家,封裝在國際市場上已占有相當大的份額。且在國家政策的大力支持下,我國LED節(jié)能燈產(chǎn)業(yè)正逐漸邁入快速發(fā)展階段。
二、 行業(yè) 企業(yè)分布情況 分析
從 行業(yè) 企業(yè)分布來看,國內(nèi)LED節(jié)能燈企業(yè)主要分布在珠三角、長三角地區(qū)以及福建、大連等地。
其中珠三角地區(qū)半導體產(chǎn)業(yè)相對較為發(fā)達,企業(yè)在深圳、廣州、佛山、東莞等地分布較多;長三角地區(qū)尤其是江蘇地區(qū)是我國主要的特種照明燈具生產(chǎn)基地;另外大連在產(chǎn)業(yè)化方面則具有明顯的區(qū)位優(yōu)勢和非常強的產(chǎn)業(yè)實力,通過技術(shù)引進和產(chǎn)業(yè)化,大連已經(jīng)成為我國重要的LED產(chǎn)業(yè)基地。
三、產(chǎn)品市場開發(fā)情況 分析
從目前產(chǎn)品市場開發(fā)情況來看,在家庭領域,我國LED節(jié)能燈管的應用還處于起步階段,這主要是由于產(chǎn)品價格過高造成的。在道路交通領域,我國政府近幾年加大了對節(jié)能燈產(chǎn)品應用的政策促進力度。在國內(nèi)多個城市,LED節(jié)能燈已經(jīng)廣泛應用,并取得了良好的經(jīng)濟及社會意義。
目前我國政府對環(huán)保、能源節(jié)約方面的重視程度進一步提高,根據(jù)《半導體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》,到2015年半導體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增長率在30%左右;產(chǎn)品市場占有率逐年提高,功能性照明達到20%左右,景觀裝飾等產(chǎn)品市場占有率達到70%以上”等目標。因此,未來LED節(jié)能燈管市場開發(fā)程度將進一步增加。
第六節(jié) LED節(jié)能燈管國內(nèi)市場供需現(xiàn)狀 分析 及發(fā)展預測
一、LED節(jié)能燈管國內(nèi)市場供需現(xiàn)狀 分析
(一)產(chǎn)量增長情況
中國是世界照明電器生產(chǎn)和出口大國,2006年 行業(yè) 產(chǎn)值1600億元,每年以20%以上速度增長。我國節(jié)能燈產(chǎn)量從1997年的2億只飆升至2008年的近24億只,產(chǎn)量與出口量均已位居世界第一,世界上85%以上的節(jié)能燈來自中國。
2008年全球金融危機使得發(fā)達國家半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展減速,而我國半導體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展卻依然保持強勁的增長勢頭。隨著中國在世界照明工業(yè)地位的不斷提升,市場份額也在逐步增加。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計,2005年至2008年我國照明產(chǎn)業(yè)整體市場的增長速度在25%左右,而根據(jù)《世界工業(yè)卷》的數(shù)據(jù),全球照明整體市場的增長速度在10%左右。中國照明市場增長速度要遠高于全球市場增長速度。
2009年中國LED封裝產(chǎn)值達到204億元,較2008年的185億元增長10%,其中高亮LED產(chǎn)值達到186億元,占LED總銷售額的90%。2009年LED照明領域產(chǎn)值達75億元。可見我國LED照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品增長速度迅猛。但是就LED節(jié)能燈產(chǎn)品本身而言,我國生產(chǎn)實力還不是很強,目前國內(nèi)對高亮度節(jié)能燈的進口依賴度較高。
(二)生產(chǎn)地區(qū)分布情況
從國內(nèi)LED節(jié)能燈產(chǎn)品生產(chǎn)地區(qū)來看,廣東、江蘇、浙江產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模大。其中廣東省的LED封裝產(chǎn)量約占全國的70%,約占世界的50%。
(三)需求增長情況
目前大型公建及辦公場所照明產(chǎn)品多以T12直管熒光燈、隔柵燈為主;賓館、商場、超市等商業(yè)場所,照明產(chǎn)品多以T10或T8直管熒光燈、白熾燈、隔柵燈、鹵素燈為主;市政照明現(xiàn)多以高壓鈉燈為主;各類工礦企業(yè)、機場、車站等場所的照明產(chǎn)品主要以碘鎢燈、汞燈為主,特別是煤礦,井下照明產(chǎn)品多為3000W的碘鎢燈,能耗極高,以上照明產(chǎn)品的共同特點是照明時間長、密度高、耗電大。隨著LED技術(shù)的提升、節(jié)能效果的顯現(xiàn)、成本的下降,目前LED已開始進入室內(nèi)、隧道、道路等功能性照明市場,根據(jù)國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,截至2009年2月底,全國共安裝和使用LED路燈15萬盞左右,LED室內(nèi)照明燈具20萬盞以上。
“十城萬盞”是國家科技部、財政部等于2008年底啟動的,計劃到2010年在10—20個城市推廣30萬盞以上LED市政照明燈具,通過示范工程的實施,解決LED照明技術(shù)、成本和規(guī)?;a(chǎn)的系統(tǒng)集成問題,讓城市照明走向節(jié)能時代。2009年,我國政府開展“十城萬盞”LED照明普及和節(jié)能運動,已明確全國21城LED照明要超過一萬盞燈,全國路燈和24小時連續(xù)使用的隧道燈就成為首先替換的重點項目,北京、上海、廣州、深圳的地鐵已啟動普及LED日光燈節(jié)能項目。
二、LED節(jié)能燈管國內(nèi)市場供需發(fā)展預測
(一)產(chǎn)量增長預測
LED節(jié)能燈管產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有非常重要的意義,也是國家重點支持項目,目前 行業(yè) 發(fā)展主要是受到技術(shù)及產(chǎn)品價格限制,而未來隨著技術(shù)問題的突破,預計我國LED節(jié)能燈管產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長勢頭。
(二)需求增長預測
在未來3年內(nèi),LED節(jié)能燈管將主要在工礦企業(yè)、商業(yè)辦公、公共照明等領域繼續(xù)得到大規(guī)模應用;預計2010年市場需求將達到40萬盞。在3-5年內(nèi),將從高檔居家裝飾照明到功能性室內(nèi)外照明得到逐步應用,預計2015年將占通用照明20%的市場份額。
第七節(jié) LED節(jié)能燈管進出口情況 分析
我國是世界主要的節(jié)能燈生產(chǎn)和使用大國。但中國制造的三分之二是低亮度藍光二極管節(jié)能燈,全球藍光圣誕燈市場幾乎全被中國占領。而在高亮度節(jié)能燈產(chǎn)品方面,中國仍依賴進口,進口比率高達66.7%。
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