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低成本高效率改进型MCOB封装材料与技术


31日在福建莆田召开的中国科学院“LED室内照明用低成本高效率改进型MCOB封装材料与技术集成”成果鉴定会上,鉴定委员会专家组一致认为,该技术拥有完整的自主知识产权,且已实现大规模产业化,产品的技术指标都达到国际先进水平。

  以中科院武汉物理与数学研究所叶朝辉院士为组长、南京大学郑有炓院士和中科院半导体研究所李树深院士为副组长的专家组一致认为,经过长期的基础研究和工程化应用研究,该成果通过封装关键材料的设计与研制,形成了基于新材料的改进型多功能、多杯、多芯片(MCOB)封装的创新性集成技术,显著提高了光效,有效降低了成本,取得关键材料和关键技术的重大突破,具有自主知识产权,并已实现规模产业化。

  自2009年开始,中科院福建物质结构研究所与福建万邦光电科技有限公司合作,共同开展了MCOB封装材料与结构产业化制造技术的研发,如今,其研发出的灯具产品的光效已经达到国际先进水平,而价格只有市场同类产品的30%。2012年,利用该技术已经实现年产150万盏LED球泡灯和100万盏LED日光灯条。

  专家组认为此成果形成了由封装材料到封装结构均的完整自主知识产权,主要包括四大创新技术:

  一、设计并研制了多功能高反射率光学陶瓷薄膜铝基板,作为MCOB封装基板材料,解决了通常存在的银膜黄化难题,突破了绝缘导热屏障,提高了基板反射率和光源光效,简化了封装结构,灯具总成本降低四分之一以上。应用该基板的MCOB封装技术实现了LED球泡灯整灯光效153.37Lm/W,显色指数82.8,LED日光灯条整灯光效154.72Lm/W,显色指数70.2。

  二、率先采用流延复合叠层成型工艺研制出氧化铝复合陶瓷基板,实现了高漫反射与高导热、高抗电击穿性、高可靠性等优势性能的结合,有效提高了光源光效和光品质,解决了普通氧化铝陶瓷基板的低反射、低热导难题。应用该复合陶瓷基板MCOB封装技术实现了LED球泡灯整灯光效149.97Lm/W,显色指数82.5,LED日光灯条整灯光效141.2Lm/W,显色指数69.8。

  三、通过创新工艺和晶体场调制技术,制备出发光波长可调、无表面缺陷、高量子效率、低光衰、透过率接近理论值的新一代荧光材料——石榴石型结构的透明陶瓷荧光体,采用该新型透明陶瓷荧光体进行MCOB封装,显著提高了光源可靠性和光效,简化了封装结构,降低了成本,解决了通常存在的荧光粉与封装胶老化导致的色漂移和光衰的难题。同时,首次提出并使用了双面出光封装结构,在低电流驱动下实现了多芯片封装结构的光源光效261Lm/W。

  四、采用改进型MCOB技术集成(包括以上三种基板封装技术以及芯片后处理技术、电源技术、陶瓷散热翅片技术、高导热底胶技术等)形成低成本、高效率LED光源封装与灯具技术,LED产品成本下降四分之一以上、效率提高50%,性能指标国际领先。

  专家组认为,该技术成果的推广为培育和发展LED照明产业提供了科技支撑,对于打破国外技术和产品的垄断、突破国外贸易与技术壁垒、提高LED产业产品的核心竞争力,具有重要的科学意义。

  最后,专家组建议,进一步加快技术推广应用,特别是透明荧光陶瓷技术的产业应用,并扩大产业规模,以提升我国LED照明产业的核心竞争力。

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