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董事长技术专栏-“炳乾谈封装”(四)

时间:2018-07-18 09:07来源:未知 作者:李炳乾 点击:
前言
      李炳乾教授是光圣半导体创始人之一,从事LED封装技术研究有十八年之久,见证了行业的发展。作为广东省光电技术协会特邀嘉宾做技术专栏“ 炳乾谈封装”利用他独特经历带来的独特视角,和大家一起分享他对于LED封装的历史、LED封装的关键技术、产业热点技术、未来发展趋势。
 
LED封装的创新技术
作者:李炳乾
       上一篇我对产品技术的定义落脚在“持续优化”,属于改良的范畴,谈到创新技术,那就一定要有点“革命性”的变化,比如说核心的原理、核心的材料、核心的结构,当然,也包括核心的应用。创新技术带来的效果,一定要能给业界的同行(而且是资深的)带来惊艳的感觉。在介绍创新技术的理念时,想先讲一个自己的经历,然后通过这段小小的经历谈一下对企业开发创新技术的观点。
 
 
 
图1 一定要“惊艳”
 
       2007年,LED照明正处于爆发前阶段,诱人的前景和国家大力的推广,引得各路资金和人才蜂拥而至,但是当时的LED照明也面临着诸多困难,如光色不均、发光效率、光衰、炫光、价格昂贵、可靠性等等问题,这些障碍在LED照明普及的道路上竖起了一道无形的障碍,正如一个形象的比喻“就像趴在玻璃上的苍蝇,前途一片光明,却找不到出路”。

       在LED封装行业已经深耕了7年的我,自然而然的不可能置身事外。我设想了一种新的结构,类似于前几年流行的远程激发,不过我是从灯具的角度出发,在灯具的底部布置蓝光LED ,在灯壳的玻璃面板上直接涂覆荧光粉。这种结构在当时绝对属于创新技术,它可以解决光源均匀性、荧光粉高温淬灭、炫光等问题,理论上(仅仅是理论上,后来实践证明不行)也可以提高光源的发光效率。

       有了这个创新性的结构设计,还需要把它付诸实践,钱的问题摆在了面前。深圳成光兴的彭总(彭红村)是我的好朋友,他们公司是国内850nm红外LED封装细分市场的龙头,一次聊到我的这个设想,彭总非常感兴趣,一顿饭没吃完就给了我100万,当时的100万不是小数目,在深圳也可以买两套80平方米的住宅。

       为了提高效率,我们没有走横向课题的途径,在佛山租房建起了工作室。在这个工作室里,我完成了这个产品的第二个创新技术,解决了玻璃壳上荧光粉的涂覆问题,我们设想或者实验了很多技术路线,包括传统荧光灯的涂粉工艺、CRT显像管的沉粉工艺、喷漆时的喷涂工艺、半导体光刻的甩胶工艺等等,最后使用丝网印刷的技术解决了荧光胶的厚度控制、大面积均匀涂覆。样品做出来时,我被整体效果“惊艳”了,专程从深圳赶过来的彭总,也被“惊艳”了。
 
 
 
图2 LED筒灯
 
       随后,我们将工作室搬到深圳,这么是因为在佛山这边,我没有经验丰富的工程师队伍,无法解决技术转换成产品时遇到的细节问题。由于技术保密的需要,在深圳成光兴公司隔离出一块单独的区域,这个区域只有我、彭总和我的一个助手能够进去,公司的其他配合的技术人员,甚至几个副总也没权利进入。以这两项创新技术为支撑,我们先后解决了大量的技术问题,包括蓝光LED由模组改为COB、COB基板镀银、防垂流硅胶提升COB出光效率、荧光胶快速、旋压哑光灯壳等等,伴随着每一项技术而来的大量工艺问题也得到了解决。围绕着这些核心的技术,我们先后开发了LED日光灯系列产品、筒灯系列产品、球泡灯系列产品。

       当时儿子还小,我还在大学教书,正好周五没课,一般情况下,周五早晨5点多我从佛山出发,8点赶到深圳,周六经常深夜才回到家。每次到深圳,先看上周的开发进度,形成思路后和技术人员讨论出现的问题和解决方法,修正之前的技术方案,布置下周的工作。那几年是我最辛苦也是最充实的几年,看着自己的设想一步步实现,看着样品一步步变成产品,内心的充实感和满足感是难以用言语表达的。

       当然了,这次研究的创新性技术,以及基于这些创新性技术开发的系列产品最终没有成为市场的主流产品,但是这些创新技术的研究无论对我个人,还是对成光兴,在这个过程中也都获益良多,下面就通过这个项目的得与失谈一下我对企业开展创新性技术的几点看法:

  一、LED封装是产业链的一环,甚至到了光源层级也只是照明产业的一个环节。这个链条上是垂直的,各环节紧密联系,单一环节的技术创新要受到整个产业链的制约,想要“一招鲜,吃遍天”是不可能。这一点和互联网技术不同,互联网是扁平的,一个共享单车的理念就能被捧为中国的“新四大发明” 之一(备注:我不认可)。
 
 
 
图3 技术是一个体系
 
  二、创新技术的研究是一个系统工程,单纯一项或者两项创新技术,需要很多项产品技术和工艺技术作为配套,才可能变成一种创新性的产品。在这个项目里,我们围绕着结构上的创新和工艺上的主要两个创新技术,开发了不下十项产品技术,并解决了其中的工艺问题,才使得创新的技术最终成为创新产品。纵然这样,我们还是疏忽了一些其他因素,比如忽略了产品的外观设计和结构设计,没有完全发挥出这个创新技术的优势,这可能也是这个项目失败的原因之一,但不是主要的。

  三、当一个产业遇到瓶颈需要突破时,解决这个瓶颈的道路有很多种,每种道路都对应一种或者几种创新技术。每种技术孰优孰略,很难做出评判,只能交给时间和市场给出答案。我们这个项目的失败原因之二,就在于器件封装技术解决了颜色均匀性问题、光源透光外壳的光学设计解决了炫光问题、荧光粉耐高温特性解决了荧光粉带来的光衰问题,这三项技术合在一起部分抵消了我们这项产品的技术优势,但是这仍然不是主要原因。
 
 
 
图4 走哪条路好呢?
 
  四、决定创新技术和创新产品成功的因素很多、很复杂,有些因素不是纯技术的,还与开发者在行业的影响、商业模式等非技术因素有关,最关键的一点还有使用者的用户体验。这个项目的产品在国内没有展出过(怕模仿),在美国拉斯维加斯消费电子展和香港灯饰展、电子展等展出时,光源点亮时发光面的均匀性和视觉舒适感,都引起了参展者的极大兴趣,这里也可以再用一次“惊艳”这个词,但是关灯时,参展者都对发光面是黄色(荧光粉颜色)非常不适应,如果没有前述其他替代技术出现的话,或许消费者会慢慢适应这种发光面是黄色的光源,可是……,没有如果,也没有或许,这就是我总结这个项目失败的主要原因。

  五、和产品技术、工艺技术相比,创新技术的技术难度、投入强度、风险都是最大的,在项目启动之前,必须评估好自己的风险承受能力,不要在自己的风险承受能力之上盲目开展。创新技术的开发是企业“做强”的必须途径,因为惧怕风险而不去创新的企业是没有未来。只要项目在自己风险能力承受之内,即使项目最终失败,也不意味着企业有了损失,所谓“失之东隅,收之桑榆”。就拿我们这个项目来说,虽然最终失败了,成光兴前后投入的经费有几百万,这个投入是公司能够承受的。通过这个项目的开展,成光兴公司整体技术得到了提升,也成为了高新技术企业、获得了政府多项资助,成光兴以项目开发的技术和部分资金参股另外一家照明企业,据说也得到了丰厚的回报。

六、重要的事情说三遍
1)最后一点,第五点虽然放在最后,但是却是最重要的;2)最后一点,第五点虽然放在最后,但是却是最重要的;3)最后一点,第五点虽然放在最后,但是却是最重要的。

(图文来源:公众号“广东省光电技术协会”)
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关键字: 炳乾谈封装
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