LED（Light-Emitting-Diode发光二极管）是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它的能耗仅为白炽灯的1/10、普通节能灯的1/4。LED灯具有环保、寿命长、光效高、无辐射等诸多优点，是下一代照明的升级换代产品。然而，LED的光衰及寿命与其结温直接密切相关，LED封装散热不好，结温就高，寿命就短。假如以结温为25度时的发光量为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%，结温为100度时就下降到80%，140度就只剩下70%。如果LED结温能够控制在65°C，以其光衰至70％为寿命标准，则LED寿命可以达到10万小时之高！
为研究与改善LED发光系统整体的散热性能，魏晓慧教授申报了《LED封装散热关键技术研究》科研项目，并获得2013年度国家自然科学基金面上项目资助。近日，记者一行采访了魏教授，了解该项目的申报及研发进展情况。
设计新型绝缘金属基板PCB 改善LED灯封装散热性能
采访中，魏晓慧教授向记者介绍，她的项目主要是针对LED散热问题提出了使用阳极氧化技术和磁控溅射技术，设计出一种新型绝缘金属基板PCB。此种散热封装结构能提高散热效果，该技术能消除高温下金属层和绝缘层的分层或剥离，还有效解决传统的IMS 技术所面临的问题。立足于现有LED的性能，提供一种具有优良散热性能的LED封装方案，提高LED发光系统整体的散热性能，提高LED灯具寿命。
她说：“在本项目中，我们使用阳极氧化技术和磁控溅射技术，设计出一种新型绝缘金属基板的PCB。课题组将在铝基表面用化学方法生成一层厚度为30至35微米的绝缘层，用磁控溅射技术在在绝缘层上溅射镀覆导电薄膜来制备高导热覆铜基板,在制备铝基板过程中测量电流密度、硫酸质量浓度、温度和时间等因素对其热阻、厚度、绝缘电阻率的影响，得到了制备低热阻铝基板的最佳工艺参数。”
课题组将重点克服聚合物绝缘层薄膜的生长、金属层的生长及光刻等关键科学问题，达到绝缘层采用阳极氧化法生长及金属层采用磁控溅射技术生长的目的，以显著提高了LED封装方案中线路板的散热性能，进而延长了LED灯具寿命。
魏教授告诉记者，整个项目将于2017年最终完成。关于研究项目的实验问题，她说：项目的部分实验在学院进行，部分实验在协同企业进行。她告诉记者：“这个项目是与惠州当地企业接轨的，在学校做了实验后，再拿到企业做小检测，这样的方式也使得课题的实际操作性更强了。”
回望申报国家自然科学基金项目走过的路，魏晓慧教授告诉记者，申报课题不是一件容易的事情。2012年10月，她开始了申报本课题的工作，直至次年的3月才完成。期间，她申报书做了多达七、八十次的修改，力求更加简明、科学、客观。
课题展开研究近一年来，她得到了学院领导和老师多方面的支持与帮助。学院给予她配套研究经费，同时，学院通过与市科技局的沟通，也获得了市委市政府的支持，在学院成立惠州市光电产业关键技术协同创新中心。这些无疑都为此项研究顺利推进打下良好的基础。课题组成员由来自学院电子科学系、化学工程系、计算机科学系等8位老师组成。魏教授说，每位老师都术业有专攻，分别解决课题中的不同组成部分的问题。她常与电子系孙光东教授一起讨论有关LED散热的问题，与化学工程系的彭忠利博士探讨LED导电胶改良问题等等，课题组研究工作进展顺利。
做科研要开阔视野立足解决企业生产难题
当记者问到魏教授为什么选择这个课题为研究方向的时候，她说到：这与她过去的经历是相关的。魏教授在电子系教授单片机的原理及应用的同时也在不断的研究LED灯的发展前景和应用。她在日本冈山大学攻读博士的期间，就已经对LED这个产业有所关注了。2012年，魏晓慧教授前往美国访学三个月，期间从事的就是光电中心的相关领域研究，从那时起，魏教授就萌生了申报与LED相关课题的想法。
此外，魏晓慧教授在做这个课题之前，就先后发表过相关的论文《Anomalous the Effect of Pressure on the Curie Temperature in Mechanically Alloyed Fe-Ni Invar》（ACTA Metallurgica Sinic）等多篇论文及发明多项专利。近几年她特别关注LED理论研究，参与了惠州LED生产企业横向课题的研究，涉及电脑CPU散热器、游戏机散热器、汽车电子部件用散热器的研究开发。这让她在LED散热的技术上有了一定的相关研究积累。这些都为她申报本次国家社会科学基金项目奠定了坚实的基础。
作为电子科学系的老师，魏晓慧教授平时也会带学生做实验。对于大学生从事科研工作，魏教授对同学们有两点建议：第一、大学生要扎实学习与掌握专业基础知识，积极参加各种专业赛事，以赛代训，在实践中检验知识的掌握情况，不断优化和巩固自身的知识结构，提高自身的实操能力。第二、大学生要观察生活、多观察社会，多到企业一线参观，了解企业生产方面的难题与现状，跳出现有思维框架，主动思考和解决生产遇到的技术问题，走在课本的前端，在实践中成长成才。
（张宇红 缪海媚）