小型LED燈泡接連亮相 采用新電源方式及4層底板是關(guān)鍵

夏普與東芝照明技術(shù)從2010年2月相繼開始供貨形狀與小型E17型燈泡接近的LED燈泡（圖1）。E17型燈泡“市場供貨量有望大幅增長”（東芝照明技術(shù)總部LED產(chǎn)品技術(shù)部LED產(chǎn)品技術(shù)主要負(fù)責(zé)人兼參事酒井誠）的產(chǎn)品，預(yù)計E17型LED燈泡在2012年將占日本國內(nèi)燈泡市場的4成左右（圖2）。

  夏普使用LED燈泡進(jìn)行展示

 
　　夏普與東芝照明技術(shù)為了開拓這一有望增長的市場，利用小型化技術(shù)向該領(lǐng)域發(fā)起挑戰(zhàn)。兩公司均通過新開發(fā)的電源電路及LED封裝，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的小型化。

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　　使用夏普基于各資料而推測的數(shù)據(jù)。由于小數(shù)點(diǎn)第2位進(jìn)行了四舍五入，合計后數(shù)值并非100%.

　　夏普投入AQUOS電視的電源開發(fā)團(tuán)隊

　　“先設(shè)計再開發(fā)”（夏普 健康及環(huán)保系統(tǒng)業(yè)務(wù)本部 LED照明業(yè)務(wù)推進(jìn)中心 副所長兼商品企劃部長桃井恒浩）。夏普采用了無限接近E17型燈泡外形尺寸的設(shè)計。

　　為了實(shí)現(xiàn)電源電路的小型化，該公司投入了液晶電視“AQUOS”的電源開發(fā)團(tuán)隊。在采用原來的E26型LED燈泡使用的電源電路時，變壓器及電解電容器過大，無法收藏于E17型燈泡內(nèi)。因此，AQUOS的電源開發(fā)團(tuán)隊大幅改進(jìn)了電源電路，并將此前的降壓斬波方式改成了回掃方式。這樣，在變壓器實(shí)現(xiàn)大幅小型化的同時，還將電解電容器成功替換成了小型的陶瓷電容器（圖3）。

圖3:變壓器及電容器實(shí)現(xiàn)小型化

　　夏普通過實(shí)現(xiàn)變壓器的小型化，改換電容器等，使電源電路可收納在E17型產(chǎn)品內(nèi)（a,b）。還新開發(fā)了可高密度安裝LED芯片的封裝（c）。

　　不過，為了實(shí)現(xiàn)小型化，不得不采用比原來價格高的電子部件。為了控制成本增加，夏普通過增加LED燈泡的產(chǎn)量來降低電子部件的采購價格。此前的LED燈泡生產(chǎn)規(guī)模為每月20萬個，而此次增加到了每月50萬個。這是因為“在使用半導(dǎo)體及電子部件這一點(diǎn)上，照明與數(shù)字家電相同。大批量生產(chǎn)可降低成本”（桃井）。

　　實(shí)現(xiàn)小型化的另一推動因素是新開發(fā)的LED封裝，該封裝可在12mm×15mm的封裝內(nèi)安裝40個藍(lán)色LED芯片。而原來采用排列有多個藍(lán)色LED芯片的數(shù)mm見方封裝的方式，所以在E17型LED燈泡上無法配置足夠數(shù)量注1）。

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　　注1）新開發(fā)封裝的特點(diǎn)并不僅僅是實(shí)現(xiàn)了小型化。除了可在封裝上事先調(diào)整藍(lán)色LED芯片的顏色不均之外，通過采用陶瓷底板代替原來的樹脂底板，可抑制產(chǎn)品老化。

　　夏普已在供貨E17型LED燈泡之前，從2010年初開始量產(chǎn)藍(lán)色LED芯片。首先向公司內(nèi)部供應(yīng)，估計此次的部分E17型LED燈泡均配備這種藍(lán)色LED芯片。

　　采用4層底板實(shí)現(xiàn)小型化

　　東芝照明技術(shù)則將電源電路的印刷底板由原來的兩面底板更換成了4層底板產(chǎn)品，同時還將電解電容器等電子部件更換為小型部件，從而實(shí)現(xiàn)了小型化（圖4）。據(jù)介紹，這是該公司首次在LED燈泡上采用4層印刷底板。

圖4:改用4層底板

　　東芝照明技術(shù)通過將兩面底板更換為4層底板，削減了底板面積（a）。制作LED封裝時采用了自主開發(fā)的安裝裝置（b）。圖片為東芝照明技術(shù)的數(shù)據(jù)。

　　采用4層印刷底板以及實(shí)現(xiàn)電子部件小型化而導(dǎo)致的成本增加部分，通過降低其它部件的制造成本來抵消。比如，更改了名為Glove的半球型樹脂燈罩的制造方法，最大限度地降低了為散熱而添加的樹脂的使用量等。注2）

　　注2）原來為了使光均勻照射，采用樹脂厚度均一的“吹氣成形”技術(shù)。此次采用局部較厚的“射出成形”技術(shù)，降低了成本。較厚的部分在無光照射的場所也可利用。

　　LED封裝通過在單個封裝內(nèi)安裝56個藍(lán)色LED芯片，實(shí)現(xiàn)了小型化。為了高密度配備LED芯片，該公司自主開發(fā)了產(chǎn)品裝配裝置。藍(lán)色LED芯片則從其他公司采購。

　　東芝照明技術(shù)的E17型LED燈泡的特點(diǎn)是支持密封型器具注3）。對此，夏普的桃井表示“由于沒有生產(chǎn)過照明器具，因此很難對各種器具進(jìn)行驗證”,因此夏普不支持密封型器具。

　　注3）此外，東芝照明技術(shù)的LED燈泡1W耗電量的亮度（光通量）高達(dá)85.3lm/W（晝白色產(chǎn)品）。夏普的產(chǎn)品為了支持調(diào)光器，耗電量略大。