台湾LED照明技术动态
摘要: 目前5W LED灯泡制造成本约为12~14美元,价格仍偏高,至2012年可降至7~9美元左右,预计有10%的渗透率,2015年预估降至7美元以下,预计会有50%的渗透率,届时也将是LED照明的成熟时期。
美国能源署(DOE) 于2010年3月在Multi-Year Program Plan中推测2010年1千流明冷白光源价格将落在13美元,至2012年预估降至6美元,2015年预估降至2美元,届时价格可媲美高强度气体放电灯(HID),甚至低于节能灯(Compact Fluorescent Lamp)。目前5W LED灯泡制造成本约为12~14美元,价格仍偏高,至2012年可降至7~9美元左右,预计有10%的渗透率,2015年预估降至7美元以下,预计会有50%的渗透率,届时也将是LED照明的成熟时期。DOE同时推估2010年LED业界的冷白发光效率为134lm/W,但因灯具的出光、电路、散热效率三者相乘后效率只有64%,LED灯具将只剩86lm/W。因此透过技术提升灯具的光电热效率以及LED发光效率和散热能力是台湾LED照明业者目前积极发展的方向。


(Source: US DOE SSL R&D, Multi-Year Program Plan, March 2010, table 4.4 & 4.5)
1. LED封装
(1)高功率LED发光芯片
在照明级高功率LED发光芯片的开发方面,台湾上游芯片厂在2010年已陆续从原有侧光的蓝宝石基板水平电极芯片,迈入金属或其他不透光导电基板的垂直电极芯片,并透过制程增加萃光效率使出光效率提升。垂直电极芯片由于几乎都由正面出光,在照明用LED封装设计时可简化结构设计就达到良好出光效果,并兼具较佳的散热、电流分布及低驱动电压。由于专利设计回避的关系,目前也有厂商研发水平电极但是不透光基板的芯片,以期达到同样的效果。除了发光芯片,目前各家也积极开发白光芯片POC(Phosphor On Chip)技术,在芯片等级就完成波长转换使芯片本身就是白光且是点光源,使封装在设计和表现方面都比传统点胶的白光LED具有优势。但目前仍有制造的良率问题待克服。
(2)高功率LED散热基板
台湾下游LED散热基板市场在2010年有多家厂商加入,以被动组件厂居多。高功率LED的封装散热基板除了传统的金属支架搭配塑料射出外,目前陶瓷基板也开始被广泛使用。相较于金属支架搭配塑料射出,陶瓷基板具有材料特性安定和长时间信赖性的特点,高功率操作更凸显其优势。早期的陶瓷基板需高温共烧且厚模印刷,在制造成本、良率和产品性价比方面都不具优势。目前的陶瓷基板采用黄光微影薄膜制程之直接镀铜基板DPC(Direct Plating Copper),具有低制造温度与成本、高线路分辨率与对位精度以及较佳的尺寸安定性和散热效果等特点,可说是目前最适合高功率且小尺寸LED发展的散热基板。虽然目前价格上仍高出金属支架数倍,但在各家竞相投入的态势下,降价的速度也会加快脚步。
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