大功率LED散热封装技术专利分析

2010年第15期

科技管理研究

ScienceandTechnologyManagementResearch

2010No.15

文章编号：1000－7695（2010）15－0165－04

大功率LED散热封装技术专利分析

刘

毅

（广东省科学技术情报研究所，广东广州510033）

摘要：介绍国内大功率LED散热封装技术的发展现状，从专利情报的角度对该技术产业的发展进行分析，得出该产业的历年发展趋势并对该产业的发展前景进行预测，为LED产业发展提供借鉴和参考。关键词：专利情报、专利分析、大功率、LED封装、散热。中图分类号：G354文献标识码：A

PatentAnalysisofHigh－powerLEDRadiatingPackaging

LIUYi

（GuangdongInstituteofScienceandTechnologyInformation，Guangzhou510033，Guangdong）

Abstract：Thispaperintroducesthehigh－powerLEDradiatingtechnologyinChinanowadays，proposestheLED’sde-velopment，andalsopredictsthedevelopingtrendofthistechnology，providingreferencesfortheLEDindustry．Keywords：patentinformation；patentanalysis；high－power；LEDpackaging，radiating

专利技术的发展水平代表了一个国家或地区的自主创新能力、科技水平以及经济发展潜力。据世界知识产权组织统计，每年科研成果中有95%以上以专利文献的形式公布于世。专利情报分析是在收集某一技术领域特定时期内的专利文献基础上，在对相关专利文献归纳、分析的基础上总结出该技术产业的发展状况，抽取出该技术产业在特定时期内的发展轮廓，并给出该技术发展趋势预测等，由此得出的专利情报分析可为政府、研究机构和企业提供有力参考。盛安平分析了专利与北京经济增长的

［1］

关系，温英杰等利用专利对金融业的战略发展进

［2］

行研究，黄鲁成等利用专利报告分析了燃料电池

［3］

技术生命周期，陶玖祥等分析了白光LED制作方法及白光LED用铝酸盐、硅酸盐荧光粉专利布局和

［4］

技术走向，梁建军通过专利数据库和专利分析系统对国内已公开的LED技术专利进行各种指标分［5］

析。大功率LED散热封装技术已被明确列入我国当前优先发展的高技术产业化重点领域内，从目前的研究来看，尚未发现有专门该散热封装技术的专利分析研究，本文试图将专利情报的基本方法应用到此项技术上，为LED产业发展及相关企业科技投入决策提供借鉴和参考。11.1

大功率LED照明技术发展概述

大功率LED照明技术发展现状

LED（发光二极管）具有低功耗、高光效、长

收稿日期：2010－01－19，修回日期：2010－04－08

寿命等特点，美、日、德等许多发达国家都制定了详细的LED替代传统卤素灯具的计划，以实现节能减排的目的。该技术在我国的发展已有逾30年的历史，行业发展先后经历了指示、装饰、到大功率照明等应用阶段。据业内人士统计，若我国的1/3白炽灯被LED灯所代替，每年可以为国家节省用电1000亿度，这相当于一座三峡工程的年发电量。发展LED照明业的重要性不言而喻。

1.2大功率LED散热封装技术的重要性

普通用于指示的单颗小功率LED灯功率仅为几十mw，其芯片发热量可以忽略。随着亮度需求不断增高，单颗LED的功率从1w发展到3w和5w，用于道路照明的LED灯具由多颗LED组成，其功率可做到100w以上。单颗芯片面积1mm*1mm，热流密度达到了100w/cm。大功率会使得芯片内部结温过高而导致芯片烧毁，即使不被烧毁LED的发光效率也会受到影响，因此，改善大功率LED的封装技术，降低芯片发热量已成为发展大功率LED产业急

［6］

需攻克的难题。

2001年国家计委、科技部公布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2001年度）》（下文

）中提出支持“超高亮度发光二极管简称《指南》

的产业化”的工作；国家发改委、科技部、商务部联合对该《指南》进行修订，在2004年和2007年对《指南》再次进行了修订，2007年首次明确地把“大功率LED封装及散热新技术”列为当前高新技

术产业研究重点，支持“高效节能、长寿命的半导体照明材料与产品及其制备技术与设备”的研发工作。2大功率LED照明行业的专利情报分析实证研究

2.1

专利情报分析步骤

大功率高亮度LED产业相关包括制备外延片、芯片封装、制造LED散热部件、改良光学部件提高出光率、设计恒流整流和驱动保护电路、LED模组故障检测等多个技术点，每个分支都有对应涵盖的专利群，本文从以加强散热效果为目的角度出发对LED芯片封装技术专利进行分析。分析步骤包括前期文献收集，确定专利检索关键词，初步检索，补充修改关键词，得出原始专利群，降噪处理，确定密切相关的主题专利群等。

上述步骤中文献预检和降噪处理是决定分析结果质量的重要步骤，前者用于修订检索范围，保证文献检全率，后者用于剔除一些与检索主题无关的专利文献，保证数据源的准确性。

2.2大功率LED散热封装专利技术分析

根据上文所述分析步骤，确定与大功率LED、封装、散热、降低结温等主题相关近义词若干组成检索式，共获得初步专利文献1795件，经降噪处理后共获得专利文献1779件，其中，截止至2008年12月31日的文献数量共有1645件，各专利的技术分布和申请数目统计如表1所示：

表1

大功率LED散热封装专利相关技术分布统计情况（单位：件）

主要涉及技术内容专利申请数主要涉及技术内容

专利申请数

改良散热鳍片结构697改良基板和内部热沉结构473改良固晶封装方法285水冷或其他微循环系统203荧光粉等材料的改良189其他技术

32

路灯、隧道灯等应用

631

从表1各个技术点的统计结果看，有将近40%的专利中涉及到散热片的使用和改良；有26%的专利与芯片基板和内部结构改良有关，其中包括了倒装芯片（Flip－Chip）等重要的技术突破；其他技术内容包括芯片固晶时如何有效传导芯片内部热量、利用流体循环加速热量传递等技术点。

另外，在上述专利文献中直接与路灯等公共照明相关的专利占整个专利组合的35.5%，许多专利虽然并未出现与道路照明相关的说明，但是其产品最终也应用到道路照明上。下文对LED散热技术领域的专利文献从时间变化、地区分布、类型分布等角度进行趋势分析。

2.2.1专利申请和公开数量变化趋势。图1是2000年到2008年在我国申请与LED散热封装相关的专利数量的变化趋势，从该图可见，在2000年以前，并未有涉及大功率LED

散热的专利文献

，在2003年以

前，该项技术的专利文献非常有限，2000到2003年四年的数量总和还不及2004年单年的申请数47件，这四年可视为该专利技术的萌芽期；2004年至06年共申请专利372件，该专利已处于发展期；2007年和2008年的专利申请总量为1233件，该技术已经进入成熟期。

突出的创新性，可以较真实地反映某个地区或者某项技术领域的科技创新程度，其获批的时间周期最长，对于专利类型的统计可以从侧面反映该技术的创新性。

截至2008年底，其中发明专利共有517件，占所有专利件数的31%，实用新型有1126件，占总比例的69%，外观专利仅有2件。基于以上专利类型区别可见，我国关于LED散热的发明专利比例仍偏低，该项技术的基础理论研究相对欠缺，产品的创新性仍有待提高

。

图3专利类型的专利种类统计图

2.2.3专利申请地区分布。由于各省市地区的发展差异，LED封装专利的申请数量也存在明显的地区差 …… 此处隐藏：2790字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……