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。

日前，中科院蘇州醫(yī)工所光健康中心研究員熊大曦團(tuán)隊(duì)與蘇州科醫(yī)世凱半導(dǎo)體有限責(zé)任公司聯(lián)合申報(bào)的“超大功率高光密度多光譜特種LED光源技術(shù)和應(yīng)用”項(xiàng)目喜獲中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

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)公司幾乎沒有生產(chǎn)。在國(guó)外，只有歐司朗和美國(guó)朗明納斯兩家高技術(shù)起點(diǎn)公司能夠提供。

從2009年開始，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。”

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。