1、HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書0 / 16HV COB 高顯色性 LED 照明燈具應用技術研發項目立項報告HV COB高顯色性LED照明燈具應用技術研發項目組一、項目概要隨著人們生活質量的不斷提高，LED照明顯色性越來越得到重視， 而LED光源品質的關鍵因素在于高光效和高顯色性，尤其是室內環 境，對顯色性要求更高。室內照明光源要求具備高發光效率、足夠亮 度的同時， 還應該接近自然光的色溫和高的顯色指數， 客觀地顯示物 體的明暗度與色彩性， 獲得人眼HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書1 / 16直接觀察外部景物的真實效果。而現 有的LED制造水平受到芯片、驅動方式、圭

2、寸裝等技術的制約，無法滿 足現代LED照明光源對高光效、高顯色性的要求。針對以上問題， 公司與臺灣海立爾股份有限公司科研中心展開產 學研合作，共同研發HV COB（顯色性LED照明燈具應用技術，創新 采用HV LED的晶片生產技術，其高壓發光二極體電路及其二極體發 光裝置導通電壓典型值達135V,比一般LED晶片本身電壓高至少12倍的電壓，將HV LED加上整流電路，能恒時發光提供了更高的發光 效率，同時也能夠應用在高壓DC驅動的照明市場；采用COB封裝技 術，提升白光LED封裝工藝，將匹配好的多顆藍色及紅色芯片直接封 裝在金屬基印刷電路板上， 具有減少熱阻的散熱優勢， 且具有高圭裝 密度、高

3、出光密度、高顯色性的特性，在高功率LED薄型化封裝需求 下具有低成本、 應用便利性與設計多樣化等優勢。 該項目技術突破傳 統LED照明燈具，創新實現了LED高壓晶片、COB封裝、色光絕配技 術（匹配好的多顆藍色及紅色芯片）和LED照明燈具一體化。本項目技術處于國內領先水平，已于2012年5月通過教育部科 技查新工作站L22查新，結論為“在國內公開發表的中文文獻中，未見和查新點相同的文獻報道，項目技術具有創新性:其中國內有見電 壓為55V的高壓LED芯片，未見電壓達135V的高壓LED芯片；國內 有見色光絕配技術（匹配好的多顆藍色及紅色芯片）、高壓芯片技術或 高壓集成封裝（COB在LED照明燈具

4、中的應用，但未見將色光絕配 技術、高壓芯片技術和高壓集成圭寸裝技術集成應用于LED照明燈具。” 項目關鍵技術已經完全攻克， 目前處于研發測試階段， 將通過追 加研發投資，購進研發檢測設備，投入研發HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書2 / 16力量改進LED高壓晶片、COB封裝、色光絕配技術，進一步提升HV COB LED照明燈具的顯色 性、光效、散熱性等關鍵技術指標，實現HV COB高顯色性LED照明 燈具應用技術產業化。項目形成產業化后，可實現年產LED光源組件2050千瓦，年產值約4100萬元的生產規模。促進LED產業技術革新 的同時為企業創造巨大的經濟效益?！癏V CO高顯色

5、性LED照明燈具應用技術研發” 屬于新一代信息技術產業-光電產業-半導體照明為主的光電轉換核心器件、 光 電子晶體材料與器件產業技術開發領域，響應福建省“十二五”戰 略性新興產業暨高技術產業發展專項規劃 和福建省加快戰略性新 興產業發展的實施方案政策精神， 符合此次福建省發展和改革委員 會組織實施的2012年戰略性新興產業技術開發專項重點支持領域。本項目技術的深層研發將進一步突破我省光電產業高壓晶片、 封裝技 術瓶頸，有利于我省新一代信息技術產業的技術革新。二、研究開發的目的意義1、研究開發目的本項目基于目前國內LED照明燈具因芯片、驅動方式、封裝技術 不完善導致產品普遍低光效、 低顯色性現狀

6、， 通過與臺灣海立爾股份 有限公司科研團隊開展產學研合作，共同攻克HV LED芯片、COB封裝的行業關鍵共性技術， 研發一種集色光絕配技術、 高壓芯片技術和 高壓集成封裝技術于一體的LED照明燈具應用技術。順應高功率LED薄型化低成本封裝、應用便利與設計多樣化需求，開發一種低成本、 能恒時發光并具備高發HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書3 / 16光效率、高散熱性、高封裝密度、高出光密度 特性的LED照明燈具，通過技術改良及成本降低普及LED照明燈具， 推動我省LED綠色照明事業的發展。此外，希望通過本項目技術的研發，提高LED照明燈具的科技含 量，從而提升產品質量，促進企業產品升

7、級換代，以應對激烈的LED市場競爭，擴大“和諧光電”品牌效益。在推進企業自主創新能力建 設的同時也為本企業帶來巨大的經濟效益。2、研究開發意義（1） 本項目產品創造性的實現了高壓芯片技術、 色光絕配技術、 集成封裝技術在LED照明燈具上的應用，大大降低LED制造成本，且 所制造的HV COB高顯色性LED照明燈具產品質量一流， 滿足當下人 們對照明綠色化、高效化、小型化的需求，并保護人眼視力，提高人 們的生活質量。（2） 本項目技術實現半導體照明為主的光電轉換核心器件、光電子晶體材料與器件產業關鍵共性技術的攻克，彌補單顆DC LED僅能低壓驅動及ACLED發光效率較DCLED低的缺憾，加強我省

8、LED產 業鏈中上游芯片技術、 中游封裝技術的薄弱環節建設， 填補我國在HVCOB高顯色性照明產品空白，有利于我省LED產業鏈的結構調整，發 展壯大。（3）項目技術的普及將掃清LED照明燈具進入室內照明市場的 技術障礙及成本障礙，為我省LED燈代替傳統白熾燈、節能燈，全面 進軍室內照明、室外照明市場做出突出貢獻。（4）本項目技術先進適用，具有巨大的市場推廣效益。通過項 目技術HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書4 / 16的成果轉化，可形成產業規模，在促進社會進步的同時，為企 業帶來巨大的經濟效益， 提高泉州光電產業總產值， 增加當地的財政 收入，從而助推我省經濟發展。（5）通過與臺

9、灣海立爾股份有限公司科研團隊技術合作，為企 業積累產學研合作經驗， 進一步探討產學研合作新模式， 為企業技術 創新制度建設夯實基礎。（6）本項目符合國家提出節能降耗的目標， 是建設資源節約型、 環境友好型社會的選擇，通過高壓晶片的應用實現了高壓直流驅動， 大幅降低AC到DC的轉換效率損失，降低散熱外殼的成本，可節約電 能20%-35%。三、國內外技術發展狀況與趨勢HV LED （高壓）芯片與傳統DC LED功率芯片相比，HV LED芯片具 有封裝成本低、光效高、驅動電源效率高，線路損耗低等優勢，權威 研究表明：HVLED將主導未來的LED通用照明燈具市場；相較于POB封裝，COB封裝產品具有更

10、高的散熱優勢、封裝密度、出光特性，更 加適應目前LED薄型化低成本、應用便利及設計多樣的封裝需求， 在 未來很長一段時間仍是LED封裝方式的主流技術；色光絕配技術實現 的光效比采用熒光粉轉換原理的暖白光LED的光效要高出30%可同 時達到高效率與高顯色性的性能。 可見實現HVLED芯片、COB封裝、 色光絕配技術在LED照明燈具上的集成應用，必將成為LED行業發展 的新趨勢。目前世界眾多廠家在研究高壓LED芯片，Bridgelux最早開始研 發多顆小芯片串聯之高壓LED技術；此后晶元光電于2010年底推出 高壓LED芯片產品， 光效達到120lm/W武漢迪源等的HV LED芯片 產品也可達到1

11、10lmM。HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書5 / 16但目前國內的廠家應用高壓晶片生產的LED照明燈具電壓均為55V以下，電壓低，耗能高，光電轉化效率差，無 法生產出相應的HV COBK顯色性照明產品。隨著LED技術革命的推進，國內廠商紛紛展開對高壓晶片技術、COB封裝技術、 色光絕配技術的研究， 但目前國內對這三類技術的研 究仍過于松散，未形成色光絕配技術、 高壓芯片技術和高壓集成封裝 技術在LED照明燈具上的集成應用。如晶元光電首次將高壓集成封裝 技術用于高壓芯片封裝， 但未應用色光絕配技術； 東莞市科磊得數碼 光電科技有限公司最新研發的新型的大功率LED集成光源，歐司朗

12、光電半導體成功研制的光效高達110lm/W且顯色指數超過90的暖白 光均采用色光絕配技術， 但是并未涉及高壓芯片和集成封裝技術， 所 生產的LED照明燈具無法實現高光效及高顯色性。我司順應LED行業發展新趨勢，通過產學研合作共同研制的HVCOB（顯色性LED照明燈具，首次將色光絕配技術、高壓芯片技術和 高壓集成圭寸裝技術集成應用于LED照明燈具上，其高壓發光二極體電 路及其二極體發光裝置導通電壓典型值達135V,比一般LED晶片高 至少12倍的電壓，不加外置變壓裝置可支持各國100V240V的電力 系統。四、前期科研基礎與技術負責人情況1、前期科研基礎我司在HV COB（顯色性LED照明燈具應

13、用技術研究開發方面已 達到國內領先水平，通過多年來專業的LED照明燈具研發生產實踐， 積累了豐富的LED封裝、LED應用先進技術，為本項目進一步完善及 產業化提供有力保障；采用6項授權發明專利、32項授權實用新型 專利及3項授權外觀設計HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書6 / 16專利技術生產LED光源產品，使其具有與同 行業相比更加突出的光效及顯色性指數， 產品市場銷路大； 與多所高 等院校及科研機構建立長期技術合作關系， 聚集眾多光電領域理論研 究及技術精英，現擁有40名高素質LED技術人才，涵蓋電子信息、 電氣工程與自動化、電廠熱能動力、半導體電化學、半導體材料工藝 設備的設

14、計與研究、 新型高功率半導體器件及應用等多個專業，研發 團隊技術創新能力強；公司擁有堅實的研發基礎，一期用地300畝， 現已完成總建筑面積為37154川，擁有專業的LED封裝廠房、應用廠 房，其中生產及技術研發基地4500，配備了先進的試驗分析與研 究開發成套設備，引進國際最先進全套固晶、焊線、封膠、分光分色 等全自動進口設備。本項目已做好前期HV COB（顯色性LED照明燈 具技術積累、技術人才儲備、基礎設施建設、設備購置等基礎工作， 具備開展項目研發的充分前期基礎條件。2、技術負責人情況本項目技術負責人曾舜彬，1978年出生，男，2002年畢業于泉 州國立華僑大學電子信息專業，大專學歷，工

15、程師。擁有扎實的電子 信息理論基礎知識及10年LED行業工作經驗，精通LED封裝所涉及 的生產、工程研發、品質及設備性能等方面。先后擔任深圳凱信光電 公司封裝工程師、泉州紫欣光電公司LED光源及燈具工程主管及品質 主管、生輝照明（浙江）有限公司封裝制造中心&封裝研發部主任工 程師，具備豐富的LED光源封裝實踐經驗?，F任我司LED封裝事業部 經理，工作業績突出，在其領導下封裝研發部工作有序開展，每年開 發的新產品不少于3項，其中由其主要負責設計的“一種LED散熱模 塊的結構和加工方法以及高散熱LED燈具”（專利號：ZL 2.5）HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書7 / 16已

16、獲 國家發明專利授權，“一種白光LED的封裝結構”（專利號：ZL2.4）、“一種表面封裝型發光二極管燈具的封裝結構“（專利號：ZL2.1）、”LED封裝用支架及LED封裝結構“（專利號：ZL2.5）已取得實用新型 專利授權。且其為研發部成功主持了“COB高顯色性LED封裝技術課 題研討活動”、“LED高光效光源技術創新活動”、“臺灣HV LED應用 技術研討會”，為加強企業自主創新能力及推進本項目產學研合作主 體之間的技術交流做出了巨大的貢獻。作為本項目負責人，曾舜彬先生具備HV COB高顯色性照明燈具 研發實施所要求的技術實力、實踐經驗、創新意識、開拓能力，可為本項目的順利開展提供技術支撐及

17、方向把控， 保障項目研發與生產緊 密結合，研發出符合市場需求帶動企業增收的高科技LED產品。五、研發方案1、研發內容本項目基于目前LED燈具制造行業中普遍存在的影響LED燈具光 效及顯色性的關鍵技術問題，提出有效的解決方案：（1）針對AC LED（高壓交流電）、DC LED（低壓直流電）分別存在發光效率低、 僅能低壓驅動的缺陷， 無法恒時發光提供更高發光 效率的問題，本項目采用HV LED高壓晶片生產技術一一具多段臨界 電壓之高壓發光二極體電路及其二極體發光裝置。 利用半導體串聯數 十顆微晶粒，將HVLED加上整流電路，具有高壓低電流特性，能恒 時發光提供了更高的發光效率，同時也能夠應用在高壓

18、DC驅動的照明市場。HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書8 / 16（2）針對POB封裝技術無法保證高封裝密度、高出光密度，而 白光LED封裝工藝落后導致熒光粉轉化的白光LED光譜不連續，光譜 質量低，顯色性不夠高的問題。本項目采用高壓COB集成封裝技術， 將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板上，具有低熱阻、體積小、高顯色性、高封裝密度、高出光密度特性，克服白光LED出光不穩定 及光差現象，使其具備高顯色性。（3）針對多數個SMD-LEDS群式封裝組成的燈具產生的大量熱能無法被及時疏導并排除，燈具熱劇效應及熱阻過大，散熱性差，易 出現光衰現象，進一步影響LED光效及顯色性的問題。本項

19、目將SME-LED占設于高導熱金屬材料基座本體安裝面中部，其發熱端與基 座本體直接固定連接，PN接線腳分別與印刷電路板導接形成回路， 發光二極管產生的熱能直接通過高導熱基座本體發散， 減少燈具熱聚 效益及熱阻， 提高散熱性，從而保障LED發光性能。2、研發目標本項目研發目標可概括為實現“兩大創新”，具體包括：創新一：研發一種采用HV（高壓）LED晶片技術，高壓發光二極體電路及其二極體發光裝置導通電壓典型值達135V,比一般LED電壓高12倍的LED照明燈具。并實現LED高壓芯片技術在LED照明燈 具上的應用。創新二：集成色光絕配技術（匹配好的多顆藍色及紅色芯片）、高 壓晶片技術和高壓集成圭寸裝

20、（COB技術開發一種高顯色性LED照明 燈具。HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書9 / 16該項目技術生產的HV COB LED高顯色球泡燈等照明燈具不加外 置變壓裝置可支持各國100V240V的電力系統。普遍適用于建筑、 道路、隧道等戶外照明及展覽館、辦公室、會議室、臥室燈室內照明。3、項目工藝流程顯色性HV COB LED封裝技術工藝流程序號流程名稱1原物料進倉2原物料進料檢驗3固晶4焊線5熒光粉與AB膠攪拌6點膠7烘烤8切筋9點測分檔10編帶11入庫HV COB LED應用燈具組裝工藝流程序號流程名稱1原物料進倉2原物料進料檢驗3錫膏印刷機4貼片機5回流焊6測試燈具7烤機8入

21、庫4、技術指標及經濟指標 （1）技術指標電壓：100V240V光效90lm/WHVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書10 / 16電源功率效率90% 顯色指數（Ra）90色溫：3000K光通量：5001m熱阻vC/W（2）經濟指標年產光源：2050千瓦年產值：4100萬元HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書11 / 16年銷售額：3500萬元年利潤總額：450萬元年納稅：140萬元5、項目進展情況表項目 階段實施時間任務內容研發2011年6月-2011年11月1、確定項目的總體技術方案（HVLED晶片技術、色光絕配技術、咼壓集成封裝技術）；2、確定人員安排及組織實施方式；小試

22、2011年12月-2012年5月1.形成項目產品；2.進行項目產品性能檢測試驗，改進產品性 冃匕，進 步完善咼顯色LED照明燈具生產工 藝流程；3.進行用戶試用，建立重點示范用戶。中試2012年6月-2012年11月1.根據客戶反饋意見進 步兀善產品各項 技術指標。2.進行產品宣傳、擴大產品市場知名度。產業化生產2012年12月-2013年6月1.進行項目產品技術整合，組織產業化生產；2.形成系統的HV CO覇顯色LED照明燈具 技術體系；3.完善產品售后服務及功能維護， 擴大及鞏 固產品市場占有率；4.完成項目結題。六、必要的支撐條件我司與臺灣海立爾股份有限公司已建立起長期牢固的產學研合作關

23、系，此次就“HV COB高顯色性LED照明燈具應用技術研發“項 目與臺方科研中心展開全面的產學研戰略合作， 雙方經友好協商已于2011年5月簽訂產學研合作協議，合作方式為共同開發，臺方負責HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書12 / 16提供HV LED晶片技術，配合我方開展項目研發并提供必要的技術支 持。我方自主研發COB高顯色LED封裝和燈具應用技術，負責本項 目技術的具體實施，并實現HV COB高顯色性LED照明燈具的產業化 生產，并擁有本項目產品在全球范圍內生產、銷售的權利。我司及臺 方公司均具備較強的技術基礎及研發實力， 雙方的強強聯合為本項目 的順利開展提供足夠支撐條件。

24、項目承擔單位：和諧光電科技（泉州）公司，成立于2007年4月，注冊資本2800萬美元，坐落于泉州臺商投資區，以生產研發新 型電子元器件、光電子元器件、發光二級管和半導體、元器件專用材 料等為公司主營業務，主要產品包括LED光源、室內LED照明燈具、 室外照明燈具、LED顯示屏和LED景觀工程系列產品，在LED照明領 域已形成研發、生產、銷售服務于一體的綜合性完整產業體系。公司 擁有堅實的研發基礎， 一期用地300畝，現已完成總建筑面積為37154川，擁有專業的LED封裝廠房、應用廠房，其中生產及技術研發基地4500川，配備了先進的試驗分析與研究開發成套設備，引進國際最 先進全套固晶、焊線、封膠

25、、分光分色等全自動進口設備；具有較強 的研發實力，職工總數150人，其中專職研發人員有15人，占員工 總數10%，包括高級工程師1人，工程師1人，助理工程師2人，技 術人員11人；公司重視LED的技術研發和投入，迄今為止已獲得國 家知識產權局授權專利41項，其中有發明專利6項、實用新型專利32項、外觀設計專利3項，奠定LED產品技術研發的堅實基礎，榮 獲“國家發明專利企業”、“福建省知識產權的試點單位” 、“泉州市企 事業知識產權試點單位” “泉州市科學技術獎” 等諸多榮譽；公司的 經營狀況良好，2011年度的銷售收入高達11100萬元，利潤達到1473.6萬元，上繳稅收達98.6萬元，產生較

26、好的經濟效益。可見我 司能為本項目實施提供足夠的人力、財力、物力等基礎支撐條HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書13 / 16件。項目合作單位：臺灣海立爾股份有限公司，于2006年8月由臺 灣光電著名專家工業技術研究院光電所所長陳明鴻博士成立， 總部位 于臺灣省新竹縣，是一家高功率發光二極體（LED的全球領導制造 商，同時也是在汽車光源、顯示器、電視、交通信號燈和通用照明等 日常用途中使用固態光源的先鋒。公司公司擁有全世界合計超過50項專利，遍及晶片設計、熒光粉、封裝技術、基板、被動元件、OEIC整合原件等技術領域。本項目涉及美國HV LED專利技術已于今年核 定，專利案號US791

27、0395B2這種技術率先結合了傳統光源的亮度與LED的小尺寸、較長的使用壽命及其他優勢。公司還提供LED晶粒和LED封裝，每年制造的LED數量達數百萬顆，全球亮度最高的紅光、 琥珀光、藍光、綠光和白光LED均為其公司所產。為了保持不斷地進 步及創新，海立爾與學術機構和企業伙伴進行密切的交流， 以強化研 發能力。公司投入30%勺人力進行產品研發，使產品走在LED產業的 尖端，同時擁有量產的技術， 可兼顧降低生產成本以及日漸成長的市 場需求，成為LED產業中具競爭力的供貨商。臺方雄厚的技術研發實 力為本項目HV LED晶片技術的應用提供有力保障。七、項目成果產業化情況目前公司已積累前期技術成果HV

28、 LED晶片技術（專利案號：US7010395B2,高壓集成封裝（COB技術及色光絕配（匹配好的多 顆藍色及紅色芯片）技術已攻克，并實現以上三種技術在高顯色LED照明燈具上的應用，產品可通過high port 2kV的測試，發光裝置導 通電壓典型值達135V、色溫3000K熱阻小于1C/W、 電源功率效率 大于90%、 顯色指數 （Ra） 90,產品關鍵技術指標與計劃研發目 標一致，項目關鍵技術已經完全攻克。HVCOB高顯色性LED照明燈具應用項目計劃書14 / 16項目產品與國內同類產品相比，性能更加穩定，散熱性能突出， 可有效減少光衰、降低能耗、延長燈具壽命，具備高顯色性、高光效 特性，可降低能耗30%，產品質量穩定可靠。目前運用該技術制備的 部分高顯色LED照明燈具已通過產品CE認證，符合相關的市場準入 條件，已小規模投入市場銷售，并應用于酒店、廠區、商場的節能改 造工程項目中， 產品用戶使用結果滿意。小規模試產取得了良好的經 濟效益：2011年總產