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特种LED光源技术研究打破国外垄断

导读: 半导体照明具有高效、节能、环保、易维护等显著特点,是实现节能减排的有效途径。中国是全球半导体照明产品生产、使用和出口大国。然而,在特种LED光源领域,由于技术门槛较高,市场一直被国外公司所垄断。

半导体照明具有高效、节能、环保、易维护等显著特点,是实现节能减排的有效途径。中国是全球半导体照明产品生产、使用和出口大国。然而,在特种LED光源领域,由于技术门槛较高,市场一直被国外公司所垄断。

日前,中科院苏州医工所光健康中心研究员熊大曦团队与苏州科医世凯半导体有限责任公司联合申报的“超大功率高光密度多光谱特种LED光源技术和应用”项目喜获中国光学工程学会技术发明奖一等奖。

特种LED光源是一类追求在小发光面积内发出更多光能的LED光源,要求单模组有高的电功率和功率密度,强度与激光类似。这种技术于2000年前后开始起步,发展很慢,由于当时国内缺乏大尺寸的垂直结构LED芯片,同时,特殊封装技术、散热技术、光学设计和集成技术不过关,国内公司几乎没有生产。在国外,只有欧司朗和美国朗明纳斯两家高技术起点公司能够提供。

从2009年开始,为了突破国外厂商对特种LED光源领域的垄断,熊大曦带领团队着眼于特种LED光源的研发和产业化,在超大功率LED光源研发设计和制造技术方面着力研发、另辟蹊径,取得了重大突破。

在研发人员的努力下,科研团队突破了种种障碍,最终形成了具有自主知识产权的技术路线。

熊大曦说表示,“针对特种LED光源需要较大的、基于垂直结构芯片发光面的问题,我们开发出了‘准单芯片’封装技术,采用特殊工艺,使用小尺寸垂直结构芯片超紧密封装成大功率模组。”

这项技术,不仅可以在同样的发光面上产生高的光输出,而且能灵活使用小芯片,扩大发光面积,从而提高总的光输出。

与此同时,团队还研究了高导热的垂直结构芯片的基底材料、高导热固晶材料的选择、固晶层的厚度控制、烘烤温度和时间控制以及封装基板的设计,基于这些技术组合,600W模组的热阻可以低至0.10K/W,在全球处于领先水平。

如今,该研究团队也瞄准了正在兴起的基于LED的光健康方向。目前课题组已经基于红外LED芯片,开发了多款红外理疗仪,包括手持式和立式以及正在加工装调的卧式三款。特种LED以其特有的优势,特别适合家居老年人保健理疗、可穿戴光治疗理疗设备。

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