詳解:影響LED光衰的因素及其解決方案
上傳人:未知 上傳時間: 2011-05-12 瀏覽次數: 257 |
再次,LED燈珠的工作電性參數設計。
根據實驗結果,LED白燈在驅動電流越低的情況下,發射的熱量越小,當然了,亮度也就越小了。據調查,LED太陽能燈飾電路的設計,LED的驅動電流一般只是5-10mA;燈具所用的燈珠數目具大的產品,如達到500個以上的,或更多的,驅動電流一般只是10-15mA,而一般大眾化的LED應用燈飾的驅動電流,只是15-18mA,絕少有人把電流設計到20mA以上的。
而實驗結果也表明,在14mA的驅動電流下,并且,加了蓋子不透風,里面的空氣溫度達到71度的環境下,低衰產品,千小時光衰為零,2000小時光衰為3%,這就說明這種低衰LED白燈在這樣的環境下使用已達到了它的最大限度,再大就是對它的一種損害了。
因為老化用的老化板沒有散熱功能,所以,LED工作時產生的熱量基本上是沒法傳導到外面去的。實驗上證明了這一點。老化板里面的空氣溫度已達到了101度的高溫,老化板上的蓋子表面溫度只不過是53度,相差了幾十度。這就說明,設計的這種塑料蓋子基本上不具有導熱散熱功能。但一般的燈具設計中,都考慮到導熱散熱的功能。因此,總結來說,LED燈珠的工作電性參數的設計要根據實際情況,如果燈具的導熱散熱功能很好,LED白燈的驅動電流加大一點是沒關系的,因為LED燈珠工作產生的熱量瞬間能導出到外面,對LED沒有損害,就是對LED最好的呵護了。相反的,如果燈具的導熱散熱功能馬馬虎虎,最好把電路設計得小一點,讓它少放些熱量出來。
前文提到, 研究員們認為,因為俄歇效應是內形成機制,LED光衰不可消除,但可以最小化。筆者認為,既然可以最小化,那從哪些方面著手了,相信這也是許多網友關心的問題,下面我們分析白光LED光衰與晶片、固晶底膠、熒光粉等材料的關系。
白光LED光衰與材料的關系
藍光LED的問世,利用熒光體與藍光LED的組合,就可輕易獲得白光LED,這是行業中最成熟的一種白光封裝方式。 藍光led的問世,利用熒光體與藍光LED的組合,就可輕易獲得白光LED,這是行業中最成熟的一種白光封裝方式。目前白光LED已成為照明光源,一般家用照明已成為現實。但在使用過程中較多白光產品衰減大,不能適合照明市場,臺灣宏彩光電針對照明高端市場的需求,加大對白光的研發,通過改變封裝工藝及物料搭配開發出低衰減白光產品,為LED照明行業略盡微薄之力。下面是我司在封裝過程中總結出來的五點經驗,與諸位行業同仁交流,以期對白光LED封裝技術的提升添磚加瓦。
1.晶片對白光LED光衰的影響
從目前實驗的結果來看,晶片對光衰的影響分為兩大類:第一是晶片的材質不同導致衰減不同,目前常用的藍光晶片襯底材質為碳化硅和藍寶石,碳化硅一般結構設計為單電極,其導熱效果比較好,藍寶石一般設計為雙電極,熱量較難導出,導熱效果較差;第二是晶片的尺寸大小,在晶片材質相同時,尺寸大小不同衰減差距也不同。
2.固晶底膠對白光LED光衰的影響
在白光LED封裝行業中通常用到的固晶膠有環氧樹脂絕緣膠、硅樹脂絕緣膠、銀膠。三者各有利弊,在選用時要綜合考慮。環氧樹脂絕緣膠導熱性差,但亮度高;硅樹脂絕緣膠導熱效果比環氧樹脂稍好,亮度高,但由于硅成分占一定比例,固晶片時旁邊殘留的硅樹脂與熒光膠里的環氧樹脂相結合時會產生隔層現象,經過冷熱沖擊后將產生剝離導致死燈;銀膠的導熱性比前兩者都好,可以延長LED芯片的壽命,但銀膠對光的吸收比較大,導致亮度低。對于雙電極藍光晶片在用銀膠固晶時,對膠量的控制也很嚴格,否則容易產生短路,直接影響到產品的良品率。
3.熒光粉對白光LED光衰的影響
實現白光LED的途徑有多種,目前使用最為普遍最成熟的一種是通過在藍光晶片上涂抹一層黃色熒光粉,使藍光和黃光混合成白光,所以熒光粉的材質對白光LED的衰減影響很大。市場最主流的熒光粉是YAG釔鋁石榴石熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮化物熒光粉,與藍光LED芯片相比熒光粉有加速老化白光LED的作用,而且不同廠商的熒光粉對光衰的影響程度也不相同,這與熒光粉的原材料成分關系密切。雷曼光電選用最好材質的白光熒光粉,使做出的白光LED相比同行在衰減控制方面有了很大的提高。
4.熒光膠水對白光LED光衰的影響
傳統封裝的白光LED,熒光膠一般采用環氧樹脂或硅膠,經過光衰實驗的結果得出,用硅膠配粉的白光LED壽命明顯比環氧樹脂的長。原因之一是用以上兩種方法封裝成成品LED,硅膠比環氧樹脂抗UV能力強且硅膠散熱效果比環氧樹脂好;但在相同條件下,用硅膠配粉的初始亮度要比環氧樹脂配粉的要低,最主要是由于硅膠的折射率(1.3-1.4)比環氧樹脂(1.5以上)低,所以初始光效不及環氧樹脂高。
5.支架對白光LED光衰的影響
LED支架主要有銅支架和鐵支架。銅支架導熱、導電性能好,價格高。而鐵支架的導熱、導電性能相對較差,更容易生銹,但價格便宜。
市場上的LED大部分使用鐵支架。不同材料的支架對LED的性能影響也不同,特別是對光衰的影響尤為突出。這主要是由于銅的導熱性能比鐵的好很多,銅的導熱系數398W(m.k),而鐵的導熱系數只有50W(m.k)左右,僅為前者的1/8,還有支架的電鍍層厚度也密切相關。在選用支架時,還要注意支架的碗杯大小是否與發光芯片以及模粒匹配,其匹配質量的優劣,直接影響白光LED的光學效果,否則容易造成光斑形狀不對稱、有黃圈,以及黑斑等,直接影響到產品的質量。
隨著白光LED在照明上的應用,客戶需求也不斷提高,我們必須不斷創新,提升我們的產品性能改善我們的工藝,盡可能滿足客戶需求。要做出高性能的白光LED產品,物料的挑選和搭配是否最佳直接影響著白光LED衰減和品質,因此,好的物料加上最佳的搭配,再加上臺灣宏彩光電股份特有的制造工藝的配合是做好白光的技術關鍵所在。對臺灣宏彩光電人來說我們必須充分發揮自身優勢,不斷努力,加大研發,開發出更加適合客戶要求的產品,為國家的半導體照明節能產業做出貢獻。
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