LED光衰之我見

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-04-10

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  LED光衰，這個與生俱來的痼疾，電工照明，其“長壽命”皇冠讓人們感到失望，由LED光衰引發產品不良及散熱成本居高不下，成為LED照明普及發展的攔路虎。LED光衰貫穿了從芯片制造、封裝制程、材料選擇、燈具開發整個產業鏈，長期以來人們拼命圍繞用散熱方法來減少LED光衰，然而見效甚微，以致造成理論和實踐的隨意性， 出現了五花八門，稀奇古怪的技術亂象。筆者對提高LED光源的耐溫特性可減少了LED光衰機理從理論和實踐進行了深入探討，將陸續推出相關文章和實驗報告。

 

　　一、LED光效

 

　　LED光源發出的光通量(lm)除以光源所消耗的電功率(w)稱為LED光效，單位lm/w。LED光效有瞬態光效和穩態光效之分。

 

　　LED瞬態光效是指LED光源開始工作時發出初始發光效率，也稱初始冷態光效。

 

　　穩態光效是指LED光源工作一段時間進入熱穩定后，廠房照明，芯片結溫不再上升、光強不再變化時所測出的光通量與電功率之比。

 

　　瞬態光效與溫度基本無關。穩態光效與系統光﹑電﹑熱諸多變量因素有關。目前所有芯片廠和封裝廠所標稱的光效值都是瞬態光效值, 用戶接收檢驗也是瞬態光效值。

 

　　二、LED光衰

 

　　LED光衰是由于LED光源因某種材料因耐溫不夠而造成損傷不可逆轉的失效現象。LED光源經過一段時間的點亮后，LED射燈，照明資質，其光強會比原來的光強要低。這是半導體隨溫度變化的固有的物理特性。只要LED系統某個部件不超過溫度極限而損傷，ROSH認證，則LED停止工作，其溫度復原后其光強還會恢復初始值。這種光強降低還可以復原不能稱為光衰。光通量下降，不等于光衰。光強降低不等于失效。

 

　　cree或其他某公司岀示LED的光原規格書所標出溫度與光通量/光功率的關系曲線是基于讓用戶使用時LED結溫不要超過一定范圍來保障一定光通量并引起光衰, ,筆者認為這不是芯片材料單一的光衰曲線,無論是Ta=25度還是在Ta=85℃溫度下測試， led服裝照明，都是在某個特定溫度下芯片或LED其他元件的瞬態測量值,并不表明它是實際系統的穩態值。穩態值只有在系統熱穩定后，才測算出溫度與光通量/光功率穩態光通量，亦即系統光效受多諸綜合因素影響。

 

　　LED芯片和熒光粉都是無機材料,制造最后工序通常都在幾百度,Ta=85℃, 決不是LED芯片和熒光粉溫度極限値,我們實驗的耐高溫WFcob光源在30W點亮不使用任何散熱器時光源外殼溫度高達165度,可連續工作24小時乃至更長時間,光通量仍然保持初始值。

三、傳統集成光源的缺陷

 

　　業界普遍認為COB封裝是未來發展的必然趨勢， 因為它在散熱、配光和成本有諸多優勢，質量，相對多顆小功率陣列來說因為光強與散熱并聯，可有效存增加光強/熱阻比。目前廣為流行的集成光源和鋁（銅)基板COB光源均存在如下缺點：采用塑料注塑集成光源支架，LED射燈，由于塑料PPA在高溫和紫外線照射下會變黃、粉化，造成透氣進水，失效率很高。而采用鋁或銅基板COB支架都要依賴PCB做線路聯接，采用FR4纖維壓合工藝而成。其夾層含有絕緣纖維和粘膠，這不僅增大光源熱阻，而且不易打金線和引岀線焊接，高溫運行會翹皮脫落。這種基板表面涂有白油反光效果很差，不僅影響出光效下降，還會在在紫外線長期照射下變黃開裂而損壞。

 

　　四、一種WFCOB光源

 

　　一種WFCOB光源與現有COB和集成光源相比，明顯的優點是：

 

　　* 采用金屬一體化結構，徹底革除了集成光源的注塑工藝。免除了因使用PPA因高溫和紫外線照射下會變黃、粉化、透氣而造成產品失效的困擾。

 

　　* 采用特殊電極設計，LED照明企業，徹底革除了COB光源對鋁(銅)基板粘合工藝依賴，避免了電極引線不易打線、焊接、高溫運行表層退色、翹皮脫落等諸多弊端。

 

　　* 采用高反光鏡面鋁材，增加了反射出光率。不僅提了高光效，徹底克服了集成光源基板因鍍銀工藝易造成硫化炭化、成本高等弊端。

 

　　* 采用溝槽技術，行業資訊，無需另設圍壩。徹底免除了塑料圍壩而產生開裂透氣弊端， led亮化工程公司，同時也減少了熒光粉和封裝膠的用量。

 

　　一種WFCOB光源由于采取了上述技術措施，提高了光源的耐溫特性,減少LED光衰, 當然,這是最基本技術, 我們還從光電熱綜合方法進一步設計和管理。

 

　　結語

 

　　從某種意義講，LED封裝核心技術應該是封裝支架研發和制造技術，它決定LED光源的用途、功能及性價比。目前封裝支架研發滯后于市場需要，而設計簡單翔實、可靠實用、高性價比的封裝支架勢在必行。WFC0B光源支架在相同散熱條件下，芯片工作可承受更高的溫度。支架成本僅為普通COB的1/3、集成支架的1/5。熒光和封裝膠用量可降低50-70% 。由于該產品耐受高溫，超市照明，不僅可減少散熱器的用量，還可加大芯片電流增加光強功率，大幅降低了系統制造成本，ROSH認證，照明方案，同時也延長光源的使用壽命。我們經過大量實驗使LED芯片能夠比常規耐受更高溫而同時具有長壽命。

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