超大功率近紫外LED模組——2020神燈獎(jiǎng)申報(bào)技術(shù)

項(xiàng)目名稱：  超大功率近紫外LED模組

Ultra high power NUV-LED module

申報(bào)單位：  中山市光圣半導(dǎo)體科技有限公司

綜合介紹或申報(bào)理由：

隨著近紫外LED（波長范圍365-410nm）的量子效率的快速提升和產(chǎn)品價(jià)格的逐漸下探，近紫外LED的市場(chǎng)發(fā)展迅速。目前從市場(chǎng)規(guī)模上來看工業(yè)固化應(yīng)用占據(jù)了紫外LED應(yīng)用市場(chǎng)的半壁江山，特別是隨著《水俁公約》的生效，UVLED替代汞燈光源勢(shì)在必行。目前近紫外LED在工業(yè)固化模塊市場(chǎng)滲透率不到一半，因此未來工業(yè)固化領(lǐng)域的近紫外LED市場(chǎng)規(guī)模將長期保持高速增長。工業(yè)固化應(yīng)用的一般是為波長范圍365-410nm的超高光功率密度的近紫外光源，光源的功率密度、光源壽命是為最主要的考量指標(biāo)。本產(chǎn)品在自有發(fā)明專利技術(shù)的高熱導(dǎo)金屬熱沉和金屬蓋板壓合成型的高性能基板上，采用TFFC高輻射功率芯片、納米銀膠固晶工藝結(jié)合芯片獨(dú)立透鏡封裝工藝，大幅提升了芯片的縱向熱傳導(dǎo)同時(shí)優(yōu)化了芯片的橫向熱傳導(dǎo)，避免了芯片密集設(shè)置的熱量聚集問題同時(shí)提高了出光功率密度，實(shí)現(xiàn)了單模組出光功率超過100W、發(fā)光角度僅60°、光功率密度大于18W/cm2的超大功率近紫外LED模組低成本生產(chǎn)，為近紫外LED的工業(yè)固化應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展提供技術(shù)和產(chǎn)品支持。

主要技術(shù)參數(shù)：

峰值波長：380-410nm（365nm可選）；

發(fā)光角度：60°；

出光功率：90-110W；

光功率密度：＞18W/cm2

工作電流：4A；

工作電壓：45-50V；

反向電流：≤10μA。

與國內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：

目前市場(chǎng)上用于固化市場(chǎng)的大功率近紫外LED模組，多采用氮化鋁陶瓷基板，而陶瓷基板的生產(chǎn)良品率較低、成本高，特別是在特殊定制化設(shè)計(jì)上存在較大難度。本產(chǎn)品基于自有發(fā)明專利技術(shù)的高熱導(dǎo)金屬熱沉和金屬蓋板壓合成型的高性能基板，制作工藝簡(jiǎn)單，良品率高，成本低；同時(shí)采用的獨(dú)立芯片固晶工藝，芯片的熱量可以橫向傳導(dǎo)，不會(huì)出現(xiàn)芯片平面封裝出現(xiàn)的小距離熱量累積導(dǎo)致的技術(shù)失效，產(chǎn)品的可靠性大大提升；可以采用半球形透鏡封裝，將出光角控制在60°的小角度，提高了光提取和光功率密度。

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：

據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)，2018年全球UV LED市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2.99億美金，預(yù)計(jì)到2023年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)9.91億美金，2018-2023年復(fù)合增長率達(dá)到27%。在UV LED市場(chǎng)應(yīng)用中，目前UVA占有較高的市場(chǎng)份額，其典型應(yīng)用為工業(yè)固化、美甲、誘蚊、光觸媒等領(lǐng)域。其中，工業(yè)固化占總市場(chǎng)規(guī)模的比重達(dá)到41%，市場(chǎng)規(guī)模超過4億美金，工業(yè)固化領(lǐng)域的產(chǎn)品主要以大功率近紫外LED器件，隨著近紫外LED光功率密度的提升，固化市場(chǎng)滲透率逐年提升，推動(dòng)了超大功率近紫外LED市場(chǎng)應(yīng)用的高速發(fā)展。

技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：

1、采用在金屬基板上芯片固晶結(jié)合金屬蓋板設(shè)計(jì)，可以提高芯片橫向的熱量傳導(dǎo)，同時(shí)全金屬基板減少了材料的大功率紫外老化，提高了封裝器件的可靠性；

2、采用熱導(dǎo)率超過122W/mK的高導(dǎo)熱基板、TFFC高輻射功率近紫外芯片結(jié)合納米銀膠固晶工藝，實(shí)現(xiàn)了超低熱阻、超高電功率的高密度芯片封裝；

3、采用芯片獨(dú)立透鏡封裝工藝，熱量不會(huì)在芯片之間傳導(dǎo)，避免區(qū)域性熱量聚集導(dǎo)致的的芯片加速老化而失效，同時(shí)半球形的透鏡封裝減小了發(fā)光角度大大提升了光功率密度。

實(shí)際運(yùn)用案例和用戶評(píng)價(jià)意見：

超大功率近紫外LED模組產(chǎn)品已應(yīng)用于高速紫外LED固化設(shè)備，由于紫外LED模組的功率密度高、耗能低，獲得了比傳統(tǒng)大功率汞燈更快的固化速度和更少的電能消耗，產(chǎn)品可完全替代傳統(tǒng)的大功率汞燈光源。
   

獲獎(jiǎng)、專利情況：

1、發(fā)明專利授權(quán)，一種集成式高功率紫外LED散熱板，ZL201610644908.5；

2、實(shí)用新型專利授權(quán)，一種高密度紫外光源，ZL201721361940.9；

3、實(shí)用新型專利授權(quán)，一種LED固化光源，ZL201621080268.1。
   

申報(bào)單位介紹：

中山市光圣半導(dǎo)體科技有限責(zé)任公司，由國內(nèi)知名光電專家創(chuàng)立，專注于半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的中高檔COB LED、HIGH POWER LED、SMD LED系列產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售及技術(shù)支持。公司坐落于有“中國燈都”之稱的中山市古鎮(zhèn)鎮(zhèn)。

公司具有雄厚的技術(shù)研發(fā)力量，匯集了一批以教授、博士、碩士為核心的專業(yè)人才，有力地保證了新產(chǎn)品的研發(fā)和新技術(shù)的突破，能夠提供專業(yè)的技術(shù)支持與一流的售后服務(wù)。公司擁有高標(biāo)準(zhǔn)無塵車間，采用國內(nèi)外先進(jìn)的LED自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，檢驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備，與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)管理制度，共同有力地保證了產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。光圣半導(dǎo)體科技LED器件在顯指、光效、穩(wěn)定性等方面的指標(biāo)均處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，滿足美國“能源之星”LM-80標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。公司擁有專業(yè)的營銷團(tuán)隊(duì)，為廣大客戶提供最專業(yè)、快速、及時(shí)的貼心服務(wù)。

光圣半導(dǎo)體科技全體同仁堅(jiān)持以“專業(yè)獲得成功、專注謀求發(fā)展”為基本理念，踐行“用良心做人、用良芯做燈”的核心價(jià)值觀，努力將光圣科半導(dǎo)體科技打造成半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的知名企業(yè)！

產(chǎn)品圖片：