半導(dǎo)體照明具有高效、節(jié)能、環(huán)保、易維護(hù)等顯著特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。中國(guó)是全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和出口大國(guó)。然而,在特種LED光源領(lǐng)域,由于技術(shù)門檻較高,市場(chǎng)一直被國(guó)外公司所壟斷。
特種LED光源是一類追求在小發(fā)光面積內(nèi)發(fā)出更多光能的LED光源,要求單模組有高的電功率和功率密度,強(qiáng)度與激光類似。這種技術(shù)于2000年前后開(kāi)始起步,發(fā)展很慢,由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)缺乏大尺寸的垂直結(jié)構(gòu)LED芯片,同時(shí),特殊封裝技術(shù)、散熱技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)和集成技術(shù)不過(guò)關(guān),國(guó)內(nèi)公司幾乎沒(méi)有生產(chǎn)。
從2009年開(kāi)始,為了突破國(guó)外廠商對(duì)特種LED光源領(lǐng)域的壟斷,熊大曦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)著眼于特種LED光源的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,在超大功率LED光源研發(fā)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)方面著力研發(fā)、另辟蹊徑,取得了重大突破。
在研發(fā)人員的努力下,科研團(tuán)隊(duì)突破了種種障礙,最終形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線。
熊大曦說(shuō)表示,“針對(duì)特種LED光源需要較大的、基于垂直結(jié)構(gòu)芯片發(fā)光面的問(wèn)題,我們開(kāi)發(fā)出了‘準(zhǔn)單芯片’封裝技術(shù),采用特殊工藝,使用小尺寸垂直結(jié)構(gòu)芯片超緊密封裝成大功率模組?!?/p>
這項(xiàng)技術(shù),不僅可以在同樣的發(fā)光面上產(chǎn)生高的光輸出,而且能靈活使用小芯片,擴(kuò)大發(fā)光面積,從而提高總的光輸出。
與此同時(shí),團(tuán)隊(duì)還研究了高導(dǎo)熱的垂直結(jié)構(gòu)芯片的基底材料、高導(dǎo)熱固晶材料的選擇、固晶層的厚度控制、烘烤溫度和時(shí)間控制以及封裝基板的設(shè)計(jì),基于這些技術(shù)組合,600W模組的熱阻可以低至0.10K/W,在全球處于領(lǐng)先水平。
如今,該研究團(tuán)隊(duì)也瞄準(zhǔn)了正在興起的基于LED的光健康方向。目前課題組已經(jīng)基于紅外LED芯片,開(kāi)發(fā)了多款紅外理療儀,包括手持式和立式以及正在加工裝調(diào)的臥式三款。特種LED以其特有的優(yōu)勢(shì),特別適合家居老年人保健理療、可穿戴光治療理療設(shè)備。