项目名称： 陶瓷像素模块化技术

ceramic pixel modular technology

申报单位： 上海三思电子工程有限公司

综合介绍或申报理由：

选用非导电体的陶瓷材料做成散热体，采使用厚膜技术，将LED直接焊接在散热体上，解决了传统LED灯具铝基板在热量传递过程中热阻大的问题；采用灯束模块的自主专利技术独立散热、独立配光的像素灯束、通透式、模块化的框架结构，使得灯具散热耗材少、体积小、重量轻，较传统的照明灯，重量可减轻60％，且有更好的散热效果； 将独立的散热像素装到不同的支架上，形成整光源，然后再装到灯壳上，形成各式各样的灯具，如隧道灯、路灯、船用灯、安防灯、消防应急灯、植物生长灯等系列灯具；这种模块化的结构，可以组合出不同功率的灯具，有效克服了LED光源安装困难，拆卸更换LED不便的缺陷；采用多种智能调光方式，实现“二次节能”。运用陶瓷像素模块化技术生产的灯具，与采用铝基板的LED照明灯相比较，LED结温低约9℃，大大的提高了散热性能与使用寿命，更加安全可靠，有利于大规模生产和应用，实现现场快速维护。

主要技术参数：

晶型：α-Al2O3 ；

氧化铝含量：≥92% ；

密度：≥3.5 g/cm3 ；

抗冷热冲击：-40℃~85℃冷热冲击循环，产品无裂纹，炸裂现象；

关键尺寸稳定性：≤0.5mm；

陶瓷与PIN针附着力：≥40N；

ROHS：满足ROHS要求；

表观：表面平整，无毛刺，缺口等不良缺陷。
与国内外同类产品或同类技术的比较情况：

如图

经济评价分析：

近年来，我国LED照明应用市场发展迅速，已成为全球LED灯需求大国。有不少企业从事生产和研发，虽然中国的LED产业越来越强,但其高亮度产品的性能仍然落后于世界的领先水平。在应用端的LED隧道灯更是形态各异，质量参差不齐，除少数企业外，大多数产品未经过严格的光、电、热等方面的专业设计，而凭主观想象任意组合、排布，故从测试和实际应用效果来看问题不少。
　　要提升LED发光效率与使用寿命，解决LED照明产品散热问题已成为现阶段最重要的课题之一。而陶瓷材料有着绝缘性好、热导率高、红外辐射率大、膨胀参数低的特性，完全可以成为LED照明的新材料。目前，陶瓷材料重要用于LED封装芯片的热沉材料、电路基板材料和灯具散热器材料。三思采用陶瓷作为散热材料，对期融入“像素灯”的对流、模块化、光学等设计，形成具有独特的模块化结构灯具，已在港珠澳大桥、2018国际进口博览会等重大项目中等到应用。随着生产技术、设备的改良，产品性价比大大提高，陶瓷像素模块化技术的灯具将迅速成为LED产业应用领域的新宠。

技术及工艺创新要点：

1、技术及工艺创新性

1）陶瓷散热体导热技术

有效解决了传统铝基板在热量传导中存在的热阻大的问题，提高了散热效率；同时陶瓷具有耐高温、低温、耐酸碱等特点，也极大地提高了使用寿命；与铝散热器相比，大大降低制作过程中产生的环境污染；有效防击穿，安全可靠，减少因绝缘引起的安全隐患。

2）通透高效的“像素灯”对流散热设计

将陶瓷散热器设计成一个独立的“像素灯”，形成自对流散热通道，使热量分布相对均匀，让LED工作产生的热量以最快速度传递到空气中，极大程度的减少了LED散热器的用量，消除了因热量的聚集形成的热岛效应。同时，同时优秀的散热性能也可减轻整体灯具设计重量，并有效克服了LED光源安装困难，拆卸更换LED不便的缺陷。

3）模组式设计

使得单位功率获得更多的散热面积，获得非常好的散热效果，降低了LED照明灯具的光衰，提高了光效和延长了灯具的使用寿命。同时，这种结构的灯具，任何一个模组都能单独更换，当一个部分发生故障时，只需更换故障模组，而无须更换其他模组或整体更换就能继续正常工作。便于标准化生产，极大地降低生产成本。

4）独特的配光设计

可根据使用环境的需要，从基本的光学折射反射理论和能量守恒理论以及实际的应用场景出发，最终得到需要目标的照度分布，对LED灯具进行透镜和反射镜配光的“逆向”设计，使得灯具不但有很高的的发光效率还具有很高的利用系数，达到理想的照明效果。

5）独特的灯具智能控制技术

开发的照明灯具控制系统软件，可以按不同的环境和工作场合设计需求功能，根据探测到的环境照明条件、环境温度、时间等数据对灯具的亮度进行智能控制，调节不同环境照明的整体亮度，从而实现最大限度的节电。

2、技术实用性

采用陶瓷作为安装导热材料，有效解决了传统铝基板在热量传导中存在的热阻大的问题，提高了散热效率，同时陶瓷具有耐高温、低温、耐酸碱等特点，也极大地提高了使用寿命；模块化设计，有效克服了LED光源安装困难，拆卸更换LED不便的缺陷。该技术具有可塑性高、适用范围广、生产方式简单等特点，可以在照明领域大规模推广使用。

3、技术经济性

陶瓷散热体与与铝散热器相比，大大降低了在制造过程中产生的环境污染和生产成本。在加上原材料易获得的特点，极大地的降低了产品成本，提高了产品的竞争力。

实际运用案例和用户评价意见：

产品已经在港珠澳大桥照明工程中，隧道、道路、景观等所有的照明灯具全部安装的三思LED模块化陶瓷灯具，目前已安装灯具24000 余盏。同时，2015-2018年，先后在渝昆高速、龙瑞高速、安龙高速等照明项目中累计安装了40多万盏标准化、模块化灯具。随着环保意识的增强，节能低碳、电力调度，积极鼓励采用节电技术产品等措施的推行，LED智能灯具将会以其低能耗、环保、高光效、易控制等特点，必将全面替代钠灯，引领人类步入道路照明新时代。

获奖、专利情况：

实用新型 ZL201120016796.1