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Philips Lumileds孙德才博士:LED散热问题将长期存在

在OFweek半导体照明 网举办的LED 前瞻技术研讨会期间,Philips Lumileds高级产品开发经理孙德才博士接受了采访。在采访中,孙德才博士就白光LED 未来会发展到何种程度,散热问题如何解决等问题做了解答。

薄膜荧光板技术提升LED光品质

孙德才博士介绍了薄膜荧光板技术, Philips Lumileds的一个优势是薄膜倒装芯片技术,现在已经发展到了第二代倒装技术。通过在芯片下方的金球来导电,芯片的表面则完全是平的,所以Philips Lumileds的产品可以用荧光板技术,就是把荧光粉做在一个固态的薄膜上面,然后把荧光板贴到芯片上,这样做的好处是可以避免使用传统荧光粉涂布不均匀而导致的色差问题,而且出光率比传统的涂抹荧光粉高10%左右,这一技术使得LED的光品质大大提升同时还可以降低生产成本。

Philips Lumileds业内第一家发布LM 80报告,而且完全公开不需要签署保密协议就可以在官网下载,这反映Philips Lumileds对报告数据的自信,因为这一报告基于大量测试 数据的结果,累积7亿颗的测试,15000小时的测试数据,所以我们非常有信心公开这些数据。

3年后暖白光LED光效 可以做到150LM/W 降价空间仍很大

谈到白光LED未来会发展到什么程度的问题,孙德才博士回到道,现在室内照明人眼感觉最舒适的暖白光LED光效约100LM/W,3年后会达到150lm/w暖白光。据美国能源部预测,2012年暖白光、色温 3000k LED光效业界整体水平会达到120LM/W,冷白色温5000-6000k可以到180-200LM/W。LED做到150-160LM/W已经可以满足大部分的需求。150LM/W的LED,加上30%整个灯具系统效率的降低,也有100LM/W的综合光效,而冷白光LED 3年左右将会会达到200LM/W,那么LED路灯 等应用冷白光产品综合光效可达150LM/W,都已经比现在的传统光源要好得多,在这种情况下,LED面临的主要是成本问题。在那时候光效提升方面的研究就会少一点,改进的步骤也会减缓,研究主要方向转向怎么降低产品成本。

Philips Lumileds高级产品开发经理孙德才博士

孙德才博士还强调说,上面提到的Philips Lumileds的LED产品光效是指实际使用时的光效。在灯具里面LED结温的已经高达65°C到80°C甚至会到100°C,这种温度下通常一般的白光LED光效会降低10-20%左右,而Philips Lumileds的LED产品光效从25°C到85°C时几乎保持不变,实际的发光效率非常高,实际工作状态下的LED光效才是客户最关心的。

现在LED生产上的难题主要是LED成品率比集成电路 的90%低很多,LED的成品率一般在30%-70%,在未来3年会有更大的进步。

综合光效和成品率这两方面来讲,LED还有很大的降价空间。美国能源部预测5年后价格会降到1000LM/dollar。

另外孙德才博士提到,白光的色温分布,色温的控制也是难题,Philips Lumileds在这方面做的很好,已经可以做到人眼分辨不出的程度。

散热问题长期存在

关于散热问题,孙德才博士认为这是业内将长期面临的问题。目前LED的能量转换仍然有80%是转换为热,光效提高一倍多也还有50%的能量转化为热。蓝光LED Philips Lumileds可做到60% 的综合效率,即60%的能量转换为光,40%是热。白光LED因为有荧光粉的关系效率会差一点,50%左右的。Philips Lumileds一直努力把转换效率提高,让热量越来越少,这样让散热设计更容易。

但是很难提高到不用考虑到散热的程度,因为蓝宝石基板有他的局限,未来可以再提高20%-30%,这样的话白光仍然还是有30-70%的能量会转化为热量,所以散热是一个长期存在的问题。散热的难题是怎么把热量从芯片的焊点散到空气里面,芯片到到焊点的热传递,各家LED厂商已经做得不错了,从结到焊点热阻只有7°/w。那么散热要做好就要从散热结构,散热材料上着手,我们非常高兴的看到有一些灯具厂家已经做得非常好了。

最后孙德才博士说到光品质,可靠性,性能和成本是Philips Lumileds最关注的地方。好的LED,不是光效高就可以了,要有光品质,可靠性,性价比对最终用户才有意义。

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