HV COB高显色性LED照明灯具应用项目计划书.docx
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HVCOB高显色性LED照明灯具应用项目计划书
HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术研发项目
立
项
报
告
HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术研发项目组
一、项目概要
随着人们生活质量的不断提高，LED照明显色性越来越得到重视，而LED光源品质的关键因素在于高光效和高显色性，尤其是室内环境，对显色性要求更高。
室内照明光源要求具备高发光效率、足够亮度的同时，还应该接近自然光的色温和高的显色指数，客观地显示物体的明暗度与色彩性，获得人眼直接观察外部景物的真实效果。
而现有的LED制造水平受到芯片、驱动方式、封装等技术的制约，无法满足现代LED照明光源对高光效、高显色性的要求。
针对以上问题，公司与台湾海立尔股份有限公司科研中心展开产学研合作，共同研发HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术，创新采用HVLED的晶片生产技术，其高压发光二极体电路及其二极体发光装置导通电压典型值达135V，比一般LED晶片本身电压高至少12倍的电压，将HVLED加上整流电路，能恒时发光提供了更高的发光效率，同时也能够应用在高压DC驱动的照明市场；采用COB封装技术，提升白光LED封装工艺，将匹配好的多颗蓝色及红色芯片直接封装在金属基印刷电路板上，具有减少热阻的散热优势，且具有高封装密度、高出光密度、高显色性的特性，在高功率LED薄型化封装需求下具有低成本、应用便利性与设计多样化等优势。
该项目技术突破传统LED照明灯具，创新实现了LED高压晶片、COB封装、色光绝配技术（匹配好的多颗蓝色及红色芯片）和LED照明灯具一体化。
本项目技术处于国内领先水平，已于2012年5月通过教育部科技查新工作站L22查新，结论为“在国内公开发表的中文文献中，未见和查新点相同的文献报道，项目技术具有创新性:
其中国内有见电压为55V的高压LED芯片，未见电压达135V的高压LED芯片；国内有见色光绝配技术（匹配好的多颗蓝色及红色芯片）、高压芯片技术或高压集成封装（COB）在LED照明灯具中的应用，但未见将色光绝配技术、高压芯片技术和高压集成封装技术集成应用于LED照明灯具。
”
项目关键技术已经完全攻克，目前处于研发测试阶段，将通过追加研发投资，购进研发检测设备，投入研发力量改进LED高压晶片、COB封装、色光绝配技术，进一步提升HVCOBLED照明灯具的显色性、光效、散热性等关键技术指标，实现HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术产业化。
项目形成产业化后，可实现年产LED光源组件2050千瓦，年产值约4100万元的生产规模。
促进LED产业技术革新的同时为企业创造巨大的经济效益。
“HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术研发”属于新一代信息技术产业---光电产业---半导体照明为主的光电转换核心器件、光电子晶体材料与器件产业技术开发领域，响应《福建省“十二五”战略性新兴产业暨高技术产业发展专项规划》和《福建省加快战略性新兴产业发展的实施方案》政策精神，符合此次福建省发展和改革委员会组织实施的2012年战略性新兴产业技术开发专项重点支持领域。
本项目技术的深层研发将进一步突破我省光电产业高压晶片、封装技术瓶颈，有利于我省新一代信息技术产业的技术革新。
二、研究开发的目的意义
1、研究开发目的
本项目基于目前国内LED照明灯具因芯片、驱动方式、封装技术不完善导致产品普遍低光效、低显色性现状，通过与台湾海立尔股份有限公司科研团队开展产学研合作，共同攻克HVLED芯片、COB封装的行业关键共性技术，研发一种集色光绝配技术、高压芯片技术和高压集成封装技术于一体的LED照明灯具应用技术。
顺应高功率LED薄型化低成本封装、应用便利与设计多样化需求，开发一种低成本、能恒时发光并具备高发光效率、高散热性、高封装密度、高出光密度特性的LED照明灯具，通过技术改良及成本降低普及LED照明灯具，推动我省LED绿色照明事业的发展。
此外，希望通过本项目技术的研发，提高LED照明灯具的科技含量，从而提升产品质量，促进企业产品升级换代，以应对激烈的LED市场竞争，扩大“和谐光电”品牌效益。
在推进企业自主创新能力建设的同时也为本企业带来巨大的经济效益。
2、研究开发意义
（1）本项目产品创造性的实现了高压芯片技术、色光绝配技术、集成封装技术在LED照明灯具上的应用，大大降低LED制造成本，且所制造的HVCOB高显色性LED照明灯具产品质量一流，满足当下人们对照明绿色化、高效化、小型化的需求，并保护人眼视力，提高人们的生活质量。
（2）本项目技术实现半导体照明为主的光电转换核心器件、光电子晶体材料与器件产业关键共性技术的攻克，弥补单颗DCLED仅能低压驱动及ACLED发光效率较DCLED低的缺憾，加强我省LED产业链中上游芯片技术、中游封装技术的薄弱环节建设，填补我国在HVCOB高显色性照明产品空白，有利于我省LED产业链的结构调整，发展壮大。
（3）项目技术的普及将扫清LED照明灯具进入室内照明市场的技术障碍及成本障碍，为我省LED灯代替传统白炽灯、节能灯，全面进军室内照明、室外照明市场做出突出贡献。
（4）本项目技术先进适用，具有巨大的市场推广效益。
通过项目技术的成果转化，可形成产业规模，在促进社会进步的同时，为企业带来巨大的经济效益，提高泉州光电产业总产值，增加当地的财政收入，从而助推我省经济发展。
（5）通过与台湾海立尔股份有限公司科研团队技术合作，为企业积累产学研合作经验，进一步探讨产学研合作新模式，为企业技术创新制度建设夯实基础。
（6）本项目符合国家提出节能降耗的目标，是建设资源节约型、环境友好型社会的选择，通过高压晶片的应用实现了高压直流驱动，大幅降低AC到DC的转换效率损失，降低散热外壳的成本，可节约电能20%-35%。
三、国内外技术发展状况与趋势
HVLED（高压）芯片与传统DCLED功率芯片相比，HVLED芯片具有封装成本低、光效高、驱动电源效率高，线路损耗低等优势，权威研究表明：
HVLED将主导未来的LED通用照明灯具市场；相较于POB封装，COB封装产品具有更高的散热优势、封装密度、出光特性，更加适应目前LED薄型化低成本、应用便利及设计多样的封装需求，在未来很长一段时间仍是LED封装方式的主流技术；色光绝配技术实现的光效比采用荧光粉转换原理的暖白光LED的光效要高出30%，可同时达到高效率与高显色性的性能。
可见实现HVLED芯片、COB封装、色光绝配技术在LED照明灯具上的集成应用，必将成为LED行业发展的新趋势。
目前世界众多厂家在研究高压LED芯片，Bridgelux最早开始研发多颗小芯片串联之高压LED技术；此后晶元光电于2010年底推出高压LED芯片产品，光效达到120lm/W；武汉迪源等的HVLED芯片产品也可达到110lm/W。
但目前国内的厂家应用高压晶片生产的LED照明灯具电压均为55V以下，电压低，耗能高，光电转化效率差，无法生产出相应的HVCOB高显色性照明产品。
随着LED技术革命的推进，国内厂商纷纷展开对高压晶片技术、COB封装技术、色光绝配技术的研究，但目前国内对这三类技术的研究仍过于松散，未形成色光绝配技术、高压芯片技术和高压集成封装技术在LED照明灯具上的集成应用。
如晶元光电首次将高压集成封装技术用于高压芯片封装，但未应用色光绝配技术；东莞市科磊得数码光电科技有限公司最新研发的新型的大功率LED集成光源，欧司朗光电半导体成功研制的光效高达110lm/W且显色指数超过90的暖白光均采用色光绝配技术，但是并未涉及高压芯片和集成封装技术，所生产的LED照明灯具无法实现高光效及高显色性。
我司顺应LED行业发展新趋势，通过产学研合作共同研制的HVCOB高显色性LED照明灯具，首次将色光绝配技术、高压芯片技术和高压集成封装技术集成应用于LED照明灯具上，其高压发光二极体电路及其二极体发光装置导通电压典型值达135V，比一般LED晶片高至少12倍的电压，不加外置变压装置可支持各国100V～240V的电力系统。
四、前期科研基础与技术负责人情况
1、前期科研基础
我司在HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术研究开发方面已达到国内领先水平，通过多年来专业的LED照明灯具研发生产实践，积累了丰富的LED封装、LED应用先进技术，为本项目进一步完善及产业化提供有力保障；采用6项授权发明专利、32项授权实用新型专利及3项授权外观设计专利技术生产LED光源产品，使其具有与同行业相比更加突出的光效及显色性指数，产品市场销路大；与多所高等院校及科研机构建立长期技术合作关系，聚集众多光电领域理论研究及技术精英，现拥有40名高素质LED技术人才，涵盖电子信息、电气工程与自动化、电厂热能动力、半导体电化学、半导体材料工艺设备的设计与研究、新型高功率半导体器件及应用等多个专业，研发团队技术创新能力强；公司拥有坚实的研发基础，一期用地300亩，现已完成总建筑面积为37154㎡，拥有专业的LED封装厂房、应用厂房，其中生产及技术研发基地4500㎡，配备了先进的试验分析与研究开发成套设备，引进国际最先进全套固晶、焊线、封胶、分光分色等全自动进口设备。
本项目已做好前期HVCOB高显色性LED照明灯具技术积累、技术人才储备、基础设施建设、设备购置等基础工作，具备开展项目研发的充分前期基础条件。
2、技术负责人情况
本项目技术负责人曾舜彬，1978年出生，男，2002年毕业于泉州国立华侨大学电子信息专业，大专学历，工程师。
拥有扎实的电子信息理论基础知识及10年LED行业工作经验，精通LED封装所涉及的生产、工程研发、品质及设备性能等方面。
先后担任深圳凯信光电公司封装工程师、泉州紫欣光电公司LED光源及灯具工程主管及品质主管、生辉照明（浙江）有限公司封装制造中心&封装研发部主任工程师，具备丰富的LED光源封装实践经验。
现任我司LED封装事业部经理，工作业绩突出，在其领导下封装研发部工作有序开展，每年开发的新产品不少于3项，其中由其主要负责设计的“一种LED散热模块的结构和加工方法以及高散热LED灯具”（专利号：
ZL200810072212.5）已获国家发明专利授权，“一种白光LED的封装结构”（专利号：
ZL200820229105.4）、“一种表面封装型发光二极管灯具的封装结构“（专利号：
ZL200820229608.1）、”LED封装用支架及LED封装结构“（专利号：
ZL200920138686.5）已取得实用新型专利授权。
且其为研发部成功主持了“COB高显色性LED封装技术课题研讨活动”、“LED高光效光源技术创新活动”、“台湾HVLED应用技术研讨会”，为加强企业自主创新能力及推进本项目产学研合作主体之间的技术交流做出了巨大的贡献。
作为本项目负责人，曾舜彬先生具备HVCOB高显色性照明灯具研发实施所要求的技术实力、实践经验、创新意识、开拓能力，可为本项目的顺利开展提供技术支撑及方向把控，保障项目研发与生产紧密结合，研发出符合市场需求带动企业增收的高科技LED产品。
五、研发方案
1、研发内容
本项目基于目前LED灯具制造行业中普遍存在的影响LED灯具光效及显色性的关键技术问题，提出有效的解决方案：
（1）针对ACLED（高压交流电）、DCLED（低压直流电）分别存在发光效率低、仅能低压驱动的缺陷，无法恒时发光提供更高发光效率的问题，本项目采用HVLED高压晶片生产技术——具多段临界电压之高压发光二极体电路及其二极体发光装置。
利用半导体串联数十颗微晶粒，将HVLED加上整流电路，具有高压低电流特性，能恒时发光提供了更高的发光效率，同时也能够应用在高压DC驱动的照明市场。
（2）针对POB封装技术无法保证高封装密度、高出光密度，而白光LED封装工艺落后导致荧光粉转化的白光LED光谱不连续，光谱质量低，显色性不够高的问题。
本项目采用高压COB集成封装技术，将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板上，具有低热阻、体积小、高显色性、高封装密度、高出光密度特性，克服白光LED出光不稳定及光差现象，使其具备高显色性。
（3）针对多数个SMD-LED集群式封装组成的灯具产生的大量热能无法被及时疏导并排除，灯具热剧效应及热阻过大，散热性差，易出现光衰现象，进一步影响LED光效及显色性的问题。
本项目将SME-LED贴设于高导热金属材料基座本体安装面中部，其发热端与基座本体直接固定连接，PN接线脚分别与印刷电路板导接形成回路，发光二极管产生的热能直接通过高导热基座本体发散，减少灯具热聚效益及热阻，提高散热性，从而保障LED发光性能。
2、研发目标
本项目研发目标可概括为实现“两大创新”，具体包括：
创新一：
研发一种采用HV（高压）LED晶片技术，高压发光二极体电路及其二极体发光装置导通电压典型值达135V，比一般LED电压高12倍的LED照明灯具。
并实现LED高压芯片技术在LED照明灯具上的应用。
创新二：
集成色光绝配技术（匹配好的多颗蓝色及红色芯片）、高压晶片技术和高压集成封装（COB）技术开发一种高显色性LED照明灯具。
该项目技术生产的HVCOBLED高显色球泡灯等照明灯具不加外置变压装置可支持各国100V～240V的电力系统。
普遍适用于建筑、道路、隧道等户外照明及展览馆、办公室、会议室、卧室灯室内照明。
3、项目工艺流程
显色性HVCOBLED封装技术工艺流程
序号
流程名称
1
原物料进仓
2
原物料进料检验
3
固晶
4
焊线
5
荧光粉与AB胶搅拌
6
点胶
7
烘烤
8
切筋
9
点测分档
10
编带
11
入库
HVCOBLED应用灯具组装工艺流程
序号
流程名称
1
原物料进仓
2
原物料进料检验
3
锡膏印刷机
4
贴片机
5
回流焊
6
测试灯具
7
烤机
8
入库
4、技术指标及经济指标
（1）技术指标
电压：
100V～240V
光效≥90lm/W
电源功率效率≥90％
显色指数（Ra）≥90
色温：
3000K
光通量：
500lm
热阻<1℃/W
（2）经济指标
年产光源：
2050千瓦
年产值：
4100万元
年销售额：
3500万元
年利润总额：
450万元
年纳税：
140万元
5、项目进展情况表
项目
阶段
实施时间
任务内容
研发
2011年6月-2011年11月
1、确定项目的总体技术方案（HVLED晶片技术、色光绝配技术、高压集成封装技术）；
2、确定人员安排及组织实施方式；
小试
2011年12月-2012年5月
1.形成项目产品；
2.进行项目产品性能检测试验，改进产品性能，进一步完善高显色LED照明灯具生产工艺流程；
3.进行用户试用，建立重点示范用户。
中试
2012年6月-2012年11月
1.根据客户反馈意见进一步完善产品各项技术指标。
2.进行产品宣传、扩大产品市场知名度。
产业化生产
2012年12月-2013年6月
1.进行项目产品技术整合，组织产业化生产；
2.形成系统的HVCOB高显色LED照明灯具技术体系；
3.完善产品售后服务及功能维护，扩大及巩固产品市场占有率；
4、完成项目结题。
六、必要的支撑条件
我司与台湾海立尔股份有限公司已建立起长期牢固的产学研合作关系，此次就“HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术研发“项目与台方科研中心展开全面的产学研战略合作，双方经友好协商已于2011年5月签订产学研合作协议，合作方式为共同开发，台方负责提供HVLED晶片技术，配合我方开展项目研发并提供必要的技术支持。
我方自主研发COB高显色LED封装和灯具应用技术，负责本项目技术的具体实施，并实现HVCOB高显色性LED照明灯具的产业化生产，并拥有本项目产品在全球范围内生产、销售的权利。
我司及台方公司均具备较强的技术基础及研发实力，双方的强强联合为本项目的顺利开展提供足够支撑条件。
项目承担单位：
和谐光电科技（泉州）公司，成立于2007年4月，注册资本2800万美元，坐落于泉州台商投资区，以生产研发新型电子元器件、光电子元器件、发光二级管和半导体、元器件专用材料等为公司主营业务，主要产品包括LED光源、室内LED照明灯具、室外照明灯具、LED显示屏和LED景观工程系列产品,在LED照明领域已形成研发、生产、销售服务于一体的综合性完整产业体系。
公司拥有坚实的研发基础，一期用地300亩，现已完成总建筑面积为37154 ㎡，拥有专业的LED封装厂房、应用厂房，其中生产及技术研发基地4500㎡，配备了先进的试验分析与研究开发成套设备，引进国际最先进全套固晶、焊线、封胶、分光分色等全自动进口设备；具有较强的研发实力，职工总数150人，其中专职研发人员有15人，占员工总数10%，包括高级工程师1人，工程师1人，助理工程师2人，技术人员11人；公司重视LED的技术研发和投入，迄今为止已获得国家知识产权局授权专利41项，其中有发明专利6项、实用新型专利32项、外观设计专利3项，奠定LED产品技术研发的坚实基础，荣获“国家发明专利企业”、“福建省知识产权的试点单位”、“泉州市企事业知识产权试点单位”“泉州市科学技术奖”等诸多荣誉；公司的经营状况良好，2011年度的销售收入高达11100万元，利润达到1473.6万元，上缴税收达98.6万元，产生较好的经济效益。
可见我司能为本项目实施提供足够的人力、财力、物力等基础支撑条件。
项目合作单位：
台湾海立尔股份有限公司，于2006年8月由台湾光电著名专家工业技术研究院光电所所长陈明鸿博士成立，总部位于台湾省新竹县，是一家高功率发光二极体（LED）的全球领导制造商，同时也是在汽车光源、显示器、电视、交通信号灯和通用照明等日常用途中使用固态光源的先锋。
公司公司拥有全世界合计超过50项专利，遍及晶片设计、荧光粉、封装技术、基板、被动元件、OEIC整合原件等技术领域。
本项目涉及美国HVLED专利技术已于今年核定，专利案号US7910395B2。
这种技术率先结合了传统光源的亮度与LED的小尺寸、较长的使用寿命及其他优势。
公司还提供LED晶粒和LED封装，每年制造的LED数量达数百万颗，全球亮度最高的红光、琥珀光、蓝光、绿光和白光LED均为其公司所产。
为了保持不断地进步及创新，海立尔与学术机构和企业伙伴进行密切的交流，以强化研发能力。
公司投入30%的人力进行产品研发，使产品走在LED产业的尖端，同时拥有量产的技术，可兼顾降低生产成本以及日渐成长的市场需求，成为LED产业中具竞争力的供货商。
台方雄厚的技术研发实力为本项目HVLED晶片技术的应用提供有力保障。
七、项目成果产业化情况
目前公司已积累前期技术成果HVLED晶片技术（专利案号：
US7010395B2），高压集成封装（COB）技术及色光绝配（匹配好的多颗蓝色及红色芯片）技术已攻克，并实现以上三种技术在高显色LED照明灯具上的应用，产品可通过highport2kV的测试，发光装置导通电压典型值达135V、色温3000K、热阻小于1℃/W、电源功率效率大于90％、显色指数（Ra）≥90，产品关键技术指标与计划研发目标一致，项目关键技术已经完全攻克。
项目产品与国内同类产品相比，性能更加稳定，散热性能突出，可有效减少光衰、降低能耗、延长灯具寿命，具备高显色性、高光效特性，可降低能耗30%，产品质量稳定可靠。
目前运用该技术制备的部分高显色LED照明灯具已通过产品CE认证，符合相关的市场准入条件，已小规模投入市场销售，并应用于酒店、厂区、商场的节能改造工程项目中，产品用户使用结果满意。
小规模试产取得了良好的经济效益：
2011年总产值达620万元，年销售额563万元，年净利润73万元，年纳税17万元。
未来将通过扩大投资，购进生产设备，投入研发生产力量改善生产工艺，进一步提升LED照明灯具的总体技术指标，推动项目尽早实现产业化。
八、经济社会效益
“HVCOB高显色性LED照明灯具应用技术”项目产业化后预计年产LED光源组件2050千瓦，年产值约4100万元的生产规模。
年销售额达3500万元，占公司总销售额11%，年利润总额450万元，年纳税140万元，市场占有率达3.1%，在促进LED照明灯具技术革新的同时为企业创造巨大的经济效益。
本项目社会效益显著：
项目产业化后，可完全实现高压芯片、色光绝配技术、集成封装技术在LED照明灯具上的应用，实现半导体照明为主的光电转换核心器件、光电子晶体材料与器件产业关键共性技术的攻克，促进我省LED行业形成核心竞争力；推动我省LED产业链上游芯片技术、中游封装技术的薄弱环节建设，促进我省LED产业链的结构调整；填补我国在HVCOB高显色性照明产品空白，为广大人民群众提供一种全新的照明体验，其本身所具有的护眼功能可有效保护人眼视力，提高人体健康水平；项目产品的大规模普及将推动LED代替传统白炽灯、节能灯应用于广大的通用照明市场，大幅降低社会用电量，起到节能降耗、促进资源节约型环境友好型社会的构建的重大作用；为企业带来巨大的经济效益的同时提高泉州光电产业总产值，增加政府财政收入，助推我省经济增长；项目产业化需新增就业19人。
其中高级技术人才2名，管理人员2人，技术工人8人，流水线操作员7人，为缓解目前所面临的紧张就业形势作出一定的贡献。
本项目为海峡两岸产学研合作开发项目，属于以半导体照明为主的光电转换核心器件、光电子晶体材料与器件产业技术开发项目。
项目关键核心技术已攻克，技术国内领先，所采用的技术成果产权清晰，目前处于小规模试产阶段，产品质量达标，经过CE认证符合相应市场准入条件，产品客户使用意见满意。
九、研发费用
序号
项目
小计
1
人员劳务费
15
2
开发材料费
10
3
市场调研费
2
4
水电等管理费
8
5
会议费
5
6
资料费
5
合计：
45
项目负责人：
总经理：
时间：
时间：
升级会员 