第一節(jié) LED節(jié)能燈管基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程
對(duì)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(lán)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(lán)光(λp=465NM),它和YAG(釔鋁石榴石)熒光粉封裝在一起,當(dāng)熒光粉受藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光,結(jié)果,藍(lán)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(guò)各色光混合而產(chǎn)生白光。
1、固晶
在這個(gè)環(huán)節(jié)主要是將芯片固定到相應(yīng)的支架上,在固晶前需要先確定支架的類(lèi)型和型號(hào),大功率產(chǎn)品的支架目前有三個(gè)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(gè)環(huán)節(jié)會(huì)同步進(jìn)行點(diǎn)膠。如果客戶(hù)又要求要加齊鈉,也是在這個(gè)環(huán)節(jié)操作。
2、焊線
固晶完成經(jīng)過(guò)烘烤完成后進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)就是“焊線”。焊線沒(méi)有特殊的地方,主要是要正負(fù)極性正確,同時(shí)防止虛焊或盡量少虛焊。由于大功率的實(shí)現(xiàn)有時(shí)需要將幾顆芯片集合到一齊,所以在焊線的時(shí)候就需要焊很多根線,這個(gè)環(huán)節(jié)尤其需要操作人員和QC加強(qiáng)品質(zhì)控制,以避免不必要的返工。
3、點(diǎn)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(jìn)行點(diǎn)黃膠。作用是因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)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(lái)實(shí)現(xiàn),所以這個(gè)步驟決定了白光的色溫區(qū)域分布。接下來(lái)的光色測(cè)試就是要確定每一顆大功率LED是否在客戶(hù)訂單要求的色溫范圍內(nèi)。
4、光色測(cè)試
點(diǎn)完黃膠后進(jìn)行光色測(cè)試,主要是根據(jù)白光色溫模塊圖來(lái)確定點(diǎn)黃膠的量。
5、蓋透鏡
主要是通過(guò)透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光的角度。
6、壓邊
通過(guò)沖壓機(jī)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(zhǎng)使用壽命。
8、壓腳,分粒
就是將LED燈從支架上分開(kāi),成為一粒粒的燈。
9、測(cè)試
主要是測(cè)試色溫,波長(zhǎng),電壓,發(fā)光強(qiáng)度。白光測(cè)色溫,普通光測(cè)波長(zhǎng)。
10、成品分光分檔
主要根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度,電壓,色溫,波長(zhǎng)來(lái)分。白光重點(diǎn)分色溫,普通光則按波長(zhǎng)來(lái)分。
11、包裝入庫(kù)
根據(jù)上面的分光情況按照不同的標(biāo)準(zhǔn)包裝入庫(kù)。
第二節(jié) LED節(jié)能燈管?chē)?guó)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(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)要求,LED產(chǎn)品的測(cè)試成為業(yè)界的一個(gè)課題。美國(guó)UL實(shí)驗(yàn)室針對(duì)目前這種 行業(yè) 狀況,正在組織編寫(xiě)LED節(jié)能燈安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL8750,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)目前還是草稿,沒(méi)被正式被采用為認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。因而,LED節(jié)能燈的認(rèn)證測(cè)試問(wèn)題,暫時(shí)沒(méi)有得到徹底解決。
多數(shù)LED都覆蓋一層保護(hù)性灌封材料以避免電氣和環(huán)境損害,同時(shí)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(shù)脂和其它有機(jī)材料制成,因?yàn)樗鼈兊挠捕取⑼该鞫群偷统杀颈容^符合應(yīng)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(yáng)LED發(fā)展,有機(jī)硅灌封膠現(xiàn)在反而愈來(lái)愈廣為使用。有機(jī)硅灌封膠不僅比環(huán)氧樹(shù)脂能承受更高的溫度,還能適用于無(wú)鉛回焊工藝,同時(shí)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(diǎn),美國(guó)MET實(shí)驗(yàn)室提出一種現(xiàn)階段的過(guò)渡性檢測(cè)方案:采用傳統(tǒng)節(jié)能燈美國(guó)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL1993(對(duì)應(yīng)加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA-C22.2No.0,CAN/CSA-C22.2No.74),和電源模塊標(biāo)準(zhǔn)UL1310或UL1012(對(duì)應(yīng)加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA-C22.2No.107)對(duì)LED節(jié)能燈進(jìn)行測(cè)試認(rèn)證。
第三節(jié) LED節(jié)能燈管技術(shù)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 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(diǎn)光源
國(guó)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(jìn)的大功率HID光源,特別是Philips公司基于這種光源的體育場(chǎng)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(dú)特的優(yōu)勢(shì),但目前這方面卻是空白。高功率密度的點(diǎn)狀光源對(duì)用于半導(dǎo)體發(fā)光原理的LED燈可能是一個(gè)很大的技術(shù)難點(diǎn)。
2、發(fā)展高效率、高功率因數(shù)、價(jià)優(yōu)的緊湊型模塊化
LED燈電源LED燈供電簡(jiǎn)便,既可直流供電,又可脈沖交流供電。沒(méi)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(kāi)關(guān)電源從70年代的20KHZ的標(biāo)準(zhǔn)到目前已達(dá)到1MHZ以上的軟開(kāi)關(guān)技術(shù),問(wèn)題關(guān)鍵在于如何做到質(zhì)優(yōu)價(jià)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(chǎng)合明顯是優(yōu)點(diǎn),但有時(shí)又是缺點(diǎn)。
如:在LED平面型光源上,通常出現(xiàn)點(diǎn)狀光斑以及混色不均勻現(xiàn)象。目前,混光、混色存在的問(wèn)題是:混光、混色的均勻水平與透光率的矛盾。這個(gè)問(wèn)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(duì)LED節(jié)能燈具實(shí)用性有很重要的意義。
第四節(jié) LED節(jié)能燈管未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
1、光通量有待進(jìn)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(qiáng)的黃色光的成分,給人一種溫暖的感覺(jué)。而白光LED發(fā)出的白光帶有藍(lán)色光的成分,在這種光的照明下,人們的視覺(jué)不很自然。因而必須通過(guò)新的技術(shù)和工藝來(lái)改變LED燈的光通量和光感。
2、加強(qiáng)授時(shí)精度
將當(dāng)今最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用在LED控制系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端顯示的資料更新和控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化的管理,在同一局域網(wǎng)上的任意一臺(tái)工作計(jì)算機(jī)均可對(duì)近制主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行顯示資料的編輯和修改。計(jì)算機(jī)與顯示屏之間的控制和資料信號(hào)的傳輸,可以使控制機(jī)房和顯示屏的位置不受距離限制,可以滿(mǎn)足各種條件、場(chǎng)合的要求。更可對(duì)多個(gè)顯示屏方便的實(shí)現(xiàn)集中、系統(tǒng)、交差控制。將高精度授時(shí)系統(tǒng)運(yùn)用到電腦網(wǎng)絡(luò)和LED顯示系統(tǒng)中,使時(shí)間頻率精度達(dá)到授時(shí)臺(tái)原子鐘的精確度,使時(shí)刻誤差小于一毫秒,無(wú)積累誤差。
3、太陽(yáng)能與LED照明的結(jié)合
太陽(yáng)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(yáng)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(gè)照明系統(tǒng)的效率。同時(shí),借助于并網(wǎng)技術(shù)或利用蓄電池充放能量,使其優(yōu)勢(shì)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(wèn)世,勢(shì)必會(huì)取代普通照明電光源,并大量節(jié)約能源且無(wú)污染。但是如何更合理地將太陽(yáng)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(diǎn)。
第五節(jié) LED節(jié)能燈管 行業(yè) 國(guó)內(nèi) 市場(chǎng)發(fā)展 特征 分析
一、產(chǎn)業(yè)成熟度 分析
我國(guó)擁有巨大的照明工業(yè)和照明市場(chǎng)。我國(guó)現(xiàn)在是世界照明電器生產(chǎn)大國(guó)和出口大國(guó)之一。通過(guò)“863”計(jì)劃等科技計(jì)劃的支持,我國(guó)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(yīng)用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,現(xiàn)在全國(guó)從事半導(dǎo)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(guó)際市場(chǎng)上已占有相當(dāng)大的份額。且在國(guó)家政策的大力支持下,我國(guó)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(lái)看,國(guó)內(nèi)LED節(jié)能燈企業(yè)主要分布在珠三角、長(zhǎng)三角地區(qū)以及福建、大連等地。
其中珠三角地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相對(duì)較為發(fā)達(dá),企業(yè)在深圳、廣州、佛山、東莞等地分布較多;長(zhǎng)三角地區(qū)尤其是江蘇地區(qū)是我國(guó)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(shì)和非常強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)實(shí)力,通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化,大連已經(jīng)成為我國(guó)重要的LED產(chǎn)業(yè)基地。
三、產(chǎn)品市場(chǎng)開(kāi)發(fā)情況 分析
從目前產(chǎn)品市場(chǎng)開(kāi)發(fā)情況來(lái)看,在家庭領(lǐng)域,我國(guó)LED節(jié)能燈管的應(yīng)用還處于起步階段,這主要是由于產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高造成的。在道路交通領(lǐng)域,我國(guó)政府近幾年加大了對(duì)節(jié)能燈產(chǎn)品應(yīng)用的政策促進(jìn)力度。在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市,LED節(jié)能燈已經(jīng)廣泛應(yīng)用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義。
目前我國(guó)政府對(duì)環(huán)保、能源節(jié)約方面的重視程度進(jìn)一步提高,根據(jù)《半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見(jiàn)》,到2015年半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增長(zhǎng)率在30%左右;產(chǎn)品市場(chǎng)占有率逐年提高,功能性照明達(dá)到20%左右,景觀裝飾等產(chǎn)品市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上”等目標(biāo)。因此,未來(lái)LED節(jié)能燈管市場(chǎng)開(kāi)發(fā)程度將進(jìn)一步增加。
第六節(jié) LED節(jié)能燈管?chē)?guó)內(nèi)市場(chǎng)供需現(xiàn)狀 分析 及發(fā)展預(yù)測(cè)
一、LED節(jié)能燈管?chē)?guó)內(nèi)市場(chǎng)供需現(xiàn)狀 分析
(一)產(chǎn)量增長(zhǎng)情況
中國(guó)是世界照明電器生產(chǎn)和出口大國(guó),2006年 行業(yè) 產(chǎn)值1600億元,每年以20%以上速度增長(zhǎng)。我國(guó)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(lái)自中國(guó)。
2008年全球金融危機(jī)使得發(fā)達(dá)國(guó)家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展減速,而我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展卻依然保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。隨著中國(guó)在世界照明工業(yè)地位的不斷提升,市場(chǎng)份額也在逐步增加。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),2005年至2008年我國(guó)照明產(chǎn)業(yè)整體市場(chǎng)的增長(zhǎng)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(chǎng)的增長(zhǎng)速度在10%左右。中國(guó)照明市場(chǎng)增長(zhǎng)速度要遠(yuǎn)高于全球市場(chǎng)增長(zhǎng)速度。
2009年中國(guó)LED封裝產(chǎn)值達(dá)到204億元,較2008年的185億元增長(zhǎng)10%,其中高亮LED產(chǎn)值達(dá)到186億元,占LED總銷(xiāo)售額的90%。2009年LED照明領(lǐng)域產(chǎn)值達(dá)75億元。可見(jiàn)我國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品增長(zhǎng)速度迅猛。但是就LED節(jié)能燈產(chǎn)品本身而言,我國(guó)生產(chǎn)實(shí)力還不是很強(qiáng),目前國(guó)內(nèi)對(duì)高亮度節(jié)能燈的進(jìn)口依賴(lài)度較高。
(二)生產(chǎn)地區(qū)分布情況
從國(guó)內(nèi)LED節(jié)能燈產(chǎn)品生產(chǎn)地區(qū)來(lái)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(guó)的70%,約占世界的50%。
(三)需求增長(zhǎng)情況
目前大型公建及辦公場(chǎng)所照明產(chǎn)品多以T12直管熒光燈、隔柵燈為主;賓館、商場(chǎng)、超市等商業(yè)場(chǎng)所,照明產(chǎn)品多以T10或T8直管熒光燈、白熾燈、隔柵燈、鹵素?zé)魹橹?;市政照明現(xiàn)多以高壓鈉燈為主;各類(lèi)工礦企業(yè)、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等場(chǎng)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(diǎn)是照明時(shí)間長(zhǎng)、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(kāi)始進(jìn)入室內(nèi)、隧道、道路等功能性照明市場(chǎng),根據(jù)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),截至2009年2月底,全國(guó)共安裝和使用LED路燈15萬(wàn)盞左右,LED室內(nèi)照明燈具20萬(wàn)盞以上。
“十城萬(wàn)盞”是國(guó)家科技部、財(cái)政部等于2008年底啟動(dòng)的,計(jì)劃到2010年在10—20個(gè)城市推廣30萬(wàn)盞以上LED市政照明燈具,通過(guò)示范工程的實(shí)施,解決LED照明技術(shù)、成本和規(guī)?;a(chǎn)的系統(tǒng)集成問(wèn)題,讓城市照明走向節(jié)能時(shí)代。2009年,我國(guó)政府開(kāi)展“十城萬(wàn)盞”LED照明普及和節(jié)能運(yùn)動(dòng),已明確全國(guó)21城LED照明要超過(guò)一萬(wàn)盞燈,全國(guó)路燈和24小時(shí)連續(xù)使用的隧道燈就成為首先替換的重點(diǎn)項(xiàng)目,北京、上海、廣州、深圳的地鐵已啟動(dòng)普及LED日光燈節(jié)能項(xiàng)目。
二、LED節(jié)能燈管?chē)?guó)內(nèi)市場(chǎng)供需發(fā)展預(yù)測(cè)
(一)產(chǎn)量增長(zhǎng)預(yù)測(cè)
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(guó)家重點(diǎn)支持項(xiàng)目,目前 行業(yè) 發(fā)展主要是受到技術(shù)及產(chǎn)品價(jià)格限制,而未來(lái)隨著技術(shù)問(wèn)題的突破,預(yù)計(jì)我國(guó)LED節(jié)能燈管產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)勢(shì)頭。
(二)需求增長(zhǎng)預(yù)測(cè)
在未來(lái)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(lǐng)域繼續(xù)得到大規(guī)模應(yīng)用;預(yù)計(jì)2010年市場(chǎng)需求將達(dá)到40萬(wàn)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(yīng)用,預(yù)計(jì)2015年將占通用照明20%的市場(chǎng)份額。
第七節(jié) LED節(jié)能燈管進(jìn)出口情況 分析
我國(guó)是世界主要的節(jié)能燈生產(chǎn)和使用大國(guó)。但中國(guó)制造的三分之二是低亮度藍(lán)光二極管節(jié)能燈,全球藍(lán)光圣誕燈市場(chǎng)幾乎全被中國(guó)占領(lǐng)。而在高亮度節(jié)能燈產(chǎn)品方面,中國(guó)仍依賴(lài)進(jìn)口,進(jìn)口比率高達(dá)66.7%。
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