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這八種方法幫您選擇優(yōu)質(zhì)LED燈珠

發(fā)布時間:

2024-06-24 09:46


1、芯片輻射功率與LED燈珠亮度的關(guān)系
為了了解LED燈珠的亮度,我們需要首先弄清楚芯片的輻射功率。以某品牌的一款LED芯片為例,該芯片的尺寸為23X10mil,并分為D24、D25、D26和D27四個輻射功率等級。實際上,相同尺寸的芯片中,輻射功率越高,燈珠的亮度就越高。
盡管這種差異看似微不足道,但在實際應(yīng)用中卻具有巨大影響。例如,在一個大廳里使用數(shù)百顆LED燈珠時,如果全部采用輻射功率較高的芯片,整體亮度將大幅提升,同時還能節(jié)省一定的燈具數(shù)量和安裝成本。因此,在選購LED燈珠時,了解芯片的輻射功率等級顯得尤為重要。

2、LED燈珠支架材料的選擇
除了芯片輻射功率之外,LED燈珠的支架材料也是影響燈珠性能和壽命的關(guān)鍵因素。市場上常見的支架材料包括鋁、鐵、黃銅和紫銅,其中鋁支架最便宜,紫銅支架最貴。紫銅支架由于導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性優(yōu)越,常被用于高端LED產(chǎn)品;而鋁支架則多用于低端產(chǎn)品。

支架材料不僅會影響成本,還直接影響燈珠的散熱性能。優(yōu)質(zhì)的支架材料能夠有效降低工作溫度,從而延長LED的使用壽命。例如,黃銅鍍銀支架因其性能優(yōu)越和價格適中,被認(rèn)為是性價比最高的選擇。總之,在選購LED燈珠時,應(yīng)充分考慮芯片輻射功率和支架材料等因素,以確保所選產(chǎn)品的性能和耐用性。

3、芯片尺寸的重要性及其影響

芯片尺寸通常以mil為單位,常見的LED芯片尺寸有23X10mil、24X12mil等。一般來說,芯片尺寸越大,亮度越高,但這并非絕對的。芯片的亮度還受到封裝工藝和其他材料的影響。要比較芯片的大小,可以通過計算芯片的面積來進(jìn)行。例如,一個23X10mil的芯片,其面積為230平方mil。相比之下,一個24X12mil的芯片面積為288平方mil,顯然后者的亮度更高。然而,實際選購中,除非借助高倍顯微鏡,否則很難直接區(qū)分芯片尺寸的差異。因此,選擇信譽良好的供應(yīng)商尤為重要。

4、焊線材料的優(yōu)劣及影響

在LED燈珠的生產(chǎn)和制造過程中,芯片與支架的連接通常通過焊線來實現(xiàn)。市場上常見的焊線材料有合金線和純金線,后者的性能更為優(yōu)異。金線的粗細(xì)也會影響燈珠的性能,通常有0.7、0.9、1.0、1.2等規(guī)格,金線越粗,熱阻越低,燈珠的壽命也越長。選擇優(yōu)質(zhì)的焊線材料和合適的粗細(xì),不僅可以提高燈珠的可靠性,還能提升其散熱效果。對于追求高品質(zhì)的LED燈珠產(chǎn)品,使用純金線尤其重要。

5、熒光粉的不同類型及其影響

白光LED燈珠的制作通常通過藍(lán)光芯片加黃色熒光粉來實現(xiàn)。熒光粉主要分為鋁酸鹽和硅酸鹽兩種。鋁酸鹽(YAG)性能穩(wěn)定、光衰低,是優(yōu)質(zhì)LED燈珠的常用材料。相對而言,硅酸鹽雖然亮度較高,但其化學(xué)穩(wěn)定性較差,容易發(fā)生色漂移。選擇哪種熒光粉要根據(jù)具體應(yīng)用場景進(jìn)行權(quán)衡。如果追求穩(wěn)定性和長壽命,鋁酸鹽是較好的選擇;而在某些對亮度要求特別高的場合,硅酸鹽可能更具優(yōu)勢。

6、膠水質(zhì)量的重要性及其影響

熒光粉需要與膠水?dāng)嚢韬簏c在芯片上,膠水的質(zhì)量直接影響到LED光源的光衰和色漂移。劣質(zhì)膠水容易硫化,使得光衰加大,燈珠壽命縮短。因此,選用優(yōu)質(zhì)膠水至關(guān)重要。優(yōu)質(zhì)膠水在固化后能夠保持良好的透明度和穩(wěn)定性,不易變色或出現(xiàn)裂紋。這些特性可以保證LED燈珠在長期使用中保持穩(wěn)定的光效和顏色一致性。

7、分光、分色和分壓的標(biāo)準(zhǔn)及其作用

LED燈珠在生產(chǎn)過程中,通常會進(jìn)行分光、分色和分壓處理,以確保產(chǎn)品的一致性。分光是指按亮度進(jìn)行分檔,常用流明分檔或光強度分檔。分色是按色溫進(jìn)行分檔,如3200K-3350K為一檔。分壓則是按電壓進(jìn)行分檔,如3.0V-3.1V。分檔處理越精細(xì),燈珠的質(zhì)量越高。正規(guī)廠家提供的LED產(chǎn)品通常會附帶詳細(xì)的BIN碼信息,確??蛻臬@得的燈珠在亮度、色溫和電壓上具有良好的一致性。

8、LED芯片電極圖譜的鑒別及其重要性

最后一點,也是容易被忽視的一點,就是LED芯片的電極圖譜。不同品牌的LED芯片,其導(dǎo)電電極排布的圖案不同,這個圖案也被稱為芯片電極圖譜。通過高倍顯微鏡檢驗電極圖譜,可以驗證LED芯片的品牌,防止購買到假冒偽劣產(chǎn)品。在實際采購過程中,小李發(fā)現(xiàn)許多低價LED燈珠的亮度虛標(biāo)、芯片尺寸不符,甚至冒充品牌芯片。通過檢驗電極圖譜,小李避免了這些陷阱,確保了所購燈珠的真實性和可靠性。

總結(jié):

在這次項目調(diào)研和采購中,小李不僅學(xué)到了許多關(guān)于LED燈珠選購的知識,也成功為客戶提供了一套效、節(jié)能的照明方案。通過掌握以上這些關(guān)鍵知識,您也可以在購買LED燈珠時更加得心應(yīng)手,避免因不了解而導(dǎo)致的選購誤區(qū)。無論是家庭照明、商業(yè)照明,還是特殊場景的應(yīng)用,選擇優(yōu)質(zhì)的LED燈珠都是提高光效和延長使用壽命的重要保障。

 

LED燈珠,白光燈珠,LED芯片

資訊推薦

2023.11.15

LED燈珠又稱發(fā)光二極管。使用范圍廣泛,其發(fā)光顏色有紅光、翠綠光、黃綠光、黃光、紫光、藍(lán)光、白光、橙光。以上是屬于單色光。又可做成雙色,三色。 那么對于它的可見光的光譜范圍又是多少??梢姽夤庾V的波長范圍為380nm~760nm,是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如LED發(fā)的紅光的峰值波長為565nm。 在可見光的光譜中是沒有白色光的,因為白光不是單色光,而是由多種單色光合成的復(fù)合光,正如太陽光是由七種單色光合成的白色光,而彩色電視機(jī)中的白色光也是由三基色紅、綠、藍(lán)合成。由此可見,要使LED發(fā)出白光,它的光譜特性應(yīng)包括整個可見的光譜范圍。但要制造這種性能的LED,工藝條件下是不可能的。 根據(jù)人們對可見光的研究,人眼睛所能見的白光,至少需兩種光的混合,即二波長發(fā)光(藍(lán)色光+黃色光)或三波長發(fā)光(藍(lán)色光+綠色光+紅色光)的模式。 上述兩種模式的白光,都需要藍(lán)色光,所以攝取藍(lán)色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù),即當(dāng)前各大LED制造公司追逐的“藍(lán)光技術(shù)”。國際上掌握“藍(lán)光技術(shù)”的廠商僅有少數(shù)幾家,所以白光LED的推廣應(yīng)用,尤其是高亮度白光LED在我國的推廣還有一個過程。

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2023.11.15

LED光源的種類很多,不同的LED燈,內(nèi)部結(jié)構(gòu)所用的燈珠也會有細(xì)微差別。今天,小編為大家全面、系統(tǒng)地科普一下LED燈珠的常見類型,供大家參考使用。 1引腳插入型(DIP) 這種LED燈珠是結(jié)構(gòu)最簡單的發(fā)光二極管,因為燈珠下面有兩根形似“腳”的細(xì)絲,可以直接穿接在電路板上,所以稱之為引腳插入式的燈珠。 ? ? 使用特點: 它的安全性好、性能穩(wěn)定,在低電壓的情況下就可以發(fā)光,并且低損耗、效能高、壽命長,還可以進(jìn)行多色彩調(diào)光。 ? 常見形狀: 這種燈珠可以有各種不同的形狀,像圓形、橢圓形、方形、甚至是異形等。雖然粗略地看上去,形狀、大小都沒有太大的區(qū)別,但是不同形狀燈珠的橫截面是不一樣的。 ? ? 發(fā)光類型: 如果你仔細(xì)地去觀察不同燈珠,會發(fā)現(xiàn)有些燈珠“引腳”的數(shù)量是不同的,這些“引腳”可以使發(fā)光二極管產(chǎn)生不同顏色的光。 ? ? 應(yīng)用領(lǐng)域: 在照明領(lǐng)域里,幾乎不使用引腳插入式燈珠;一般多用做車燈、指示燈、顯示屏等。 ? 2小功率表面貼裝型(SMD) 這種燈珠光源是將發(fā)光二極管焊接在電路板表面,而不是穿過電路板。它的體積小,有的甚至比引腳插入式的燈珠還小上許多。 ? 常見型號: 這類燈珠的型號有很多,最常用的有2835(PCT)、4014、3528、3014等,每個型號數(shù)字的前兩位表示寬“x.x毫米”,后兩位則表示長“x.x毫米”。比如2835代表寬2.8毫米、長3.5毫米。 表面涂有黃色熒光粉的燈珠,發(fā)出白光 ? 應(yīng)用領(lǐng)域: 這類小功率表貼燈珠的使用范圍非常廣泛,由于它體積很小,隨便貼哪兒都可以使用,所以各種LED燈內(nèi)都可以貼上它,并且數(shù)量可以根據(jù)需求調(diào)整更改。 ? ? 3大功率表面貼裝型 第三種燈珠也是表貼型,它與小功率表貼在本質(zhì)上很類似,只不過大功率、體積都大一點;在細(xì)微結(jié)構(gòu)上,多了一個透鏡,可以將光線更好地匯聚在一起。 ? ? 常見類型: 大功率表貼燈珠的類型也有很多種: ? ? 這里告訴大家一個小竅門:如果燈珠表面顏色偏黃,一般是低色溫;如果表面顏色偏綠,一般是高色溫;如果沒有熒光粉、燈珠呈無色透明,一般是彩光的。 ? 應(yīng)用領(lǐng)域: 這種燈珠一般會套上透鏡后使用(方便光線匯聚或分散),常做成射燈、投光燈。 ? ? 4集成封裝型(COB) 最后一類是集成封裝型燈珠,它是將很多燈珠芯片封裝在同一塊板上,大小與5毛錢硬幣的直徑一致。 ? ? 常見形狀: 一般有圓形、長條形和方形,長條形集成板常用做臺燈。 ? ? 應(yīng)用領(lǐng)域: 集成封裝型LED燈逐漸應(yīng)用地越來越多,在室內(nèi)照明和戶外照明均有使用。 ?

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2023.11.15

LED 即為發(fā)光二極管,是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體固體發(fā)光器件,其核心是 PN 結(jié),它除了具有一般 PN 結(jié)的正向?qū)?、反向截止和擊穿特性外,在一定條件下,它還具有發(fā)光特性 。其結(jié)構(gòu)主要包含以下幾個部分:引線、支架、封裝膠、鍵合絲、LED 芯片、固晶膠和熒光粉。LED 燈珠變色失效與其材料、結(jié)構(gòu)、封裝工藝和使用條件密切相關(guān),以下將通過具體的案例來對其變色原因進(jìn)行分析。 ????封裝膠原因 ?1??封裝膠中殘留外來異物? 失效燈珠的外觀呈現(xiàn)局部變色發(fā)黑,如圖 2 所 示。揭開封裝膠,發(fā)現(xiàn)有一個黑色異物夾雜在封裝膠內(nèi),用掃描電鏡及能譜儀 (SEM&EDS) 對異物進(jìn)行成分分析,確認(rèn)其主成分為鋁(Al)、碳(C)、氧 (O)元素, 還含有少量的雜質(zhì)元素,測試結(jié)果如圖 3 所示。結(jié)合用戶反饋的失效背景可知,該異物是在封裝過程中引入的。 ?2??封裝膠受化學(xué)物質(zhì)侵蝕發(fā)生膠體變色? 失效品為玻璃光管燈,內(nèi)部的 LED 燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結(jié)固定在玻璃管上,固膠部位燈帶上的 LED 燈珠出現(xiàn)發(fā)黃變暗現(xiàn)象。失效燈珠封裝膠的材質(zhì)為硅橡膠,使用 SEM&EDS 測試封裝膠的元素成分,發(fā)現(xiàn)其比正常燈珠封裝膠成分多檢出了硫(S)元素。 通常硫磺、有機(jī)二硫化物和多硫化物等含硫物質(zhì)可以作為硫化劑,使橡膠發(fā)生硫化交聯(lián)反應(yīng),從而使橡膠的結(jié)構(gòu)改變,呈現(xiàn)出顏色發(fā)黃變暗、熱分解溫度升高的現(xiàn)象。通過 TGA 測試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知,失效燈珠封裝膠在失重 2%、5%、10%、15%和 20%時的溫度均比同批次良品封裝膠相同失重量的溫度高出 25 ℃以上,封裝膠熱分解曲線如圖 5 所示,證實了封裝膠因發(fā)生硫化交聯(lián)導(dǎo)致其熱分解溫度升高的現(xiàn)象。使用 ICPOES 進(jìn)一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進(jìn)行化學(xué)成分分析,檢出其中含有約 400ppm 的硫(S)元素。 由此可知,LED 燈珠發(fā)黃變暗的原因為玻璃燈管內(nèi)粘結(jié)固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過程中揮發(fā)出的含硫(S)的氣體侵入到了 LED 封裝膠中,使封裝膠發(fā)生了進(jìn)一步的硫化交聯(lián)反應(yīng), 而再次硫化交聯(lián)導(dǎo)致封裝膠體變黃變暗。后續(xù)用戶改用未使用單組份固化硅橡膠的塑料燈管則未出現(xiàn)燈珠變色的現(xiàn)象。因此,LED 生產(chǎn)方在產(chǎn)品設(shè)計選材和制造時應(yīng)考慮產(chǎn)品各部件所用不同材料相互間的匹配性,避免因材料的不兼容而導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)可靠性問題。 ????熒光粉沉降 燈珠裝配成 LED 燈具后在倉庫儲存時,發(fā)生了色溫漂移失效,失效 LED 燈珠的封裝膠由橙色變?yōu)闇\黃色,對其進(jìn)行 I-V 特性測試,發(fā)現(xiàn)燈珠可以正常點亮,且 I-V 曲線正常,只是出光亮度發(fā)生改變。取一些失效燈珠,以機(jī)械開封方式取出封裝膠,發(fā)現(xiàn)支架表面均殘留有透明顆粒物,使用 SEM&EDS 測試顆粒物成分,結(jié)果顯示其含有高含量的鍶(Sr)元素,如圖 6 所示;而封裝膠與支架接觸面也檢出了高含量的鍶(Sr)元素和鋇(Ba)元素。 與之相比,良品燈珠開封后,支架表面較干凈,表面主成分為銀(Ag)和少量的碳(C)元素,未檢出鍶(Sr)元素, 且在其封裝膠與支架的接觸面上也未檢出鍶(Sr)和鋇(Ba)元素。通過測試失效品和良品燈珠封裝膠的截面成分得知,二者所用的熒光粉的成分相 同,均為釔鋁石榴石(主要成分為氧 (O) 、鋁(Al)和釔(Y))與硅酸鍶鋇(主要成分為碳(C)、氧(O)、 硅(Si)、鍶(Sr)、鋇(Ba)和鈣(Ca))混合熒光粉。 因此,LED 燈珠的失效原因為所使用的硅酸鹽熒光粉沉降到了封裝膠底部及支架表層,致使因光折射規(guī)律不一致而發(fā)生色散現(xiàn)象,導(dǎo)致色溫漂移,同時發(fā)生燈珠變色現(xiàn)象。 ????支架原因 ?1??異物污染支架? 失效燈珠一側(cè)變色,揭開封裝膠后可以看到變色部位的支架的表面覆蓋了一層異物,對異物進(jìn)行元素成分測試,顯示其主成分為錫 (Sn) 、鉛(Pb)元素,測得的結(jié)果如圖 8 所示。揭開燈珠變色部位外圍的白色塑膠,在與白色塑膠接觸的支架 表面也檢出了錫 (Sn)、 鉛 (Pb) 成分。由于異物覆蓋部位的支架與燈珠一側(cè)的引腳相連,而引腳采用錫鉛焊接。 顯而易見,如果燈珠在進(jìn)行表面貼裝時,引腳沾附了多余的錫膏,則在焊接時,熔化的焊料會沿著引腳爬升至與之相連的支架表面,形成覆蓋層。因此,此案例中 LED 燈珠失效的原因是LED燈珠在進(jìn)行組裝焊接時,引腳焊接部位的焊料進(jìn)入了支架表面,形成了覆蓋物,從而導(dǎo)致了燈珠變色。 ?2??支架腐蝕? 失效 LED 燈珠的中間部位變色發(fā)黑,開封后將其放在光學(xué)顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)整個支架的表面明顯地變黑,使用 SEM&EDS 測試發(fā)黑支架的成 分,結(jié)果顯示,除了正常的材質(zhì)成分外,發(fā)黑支架中還具有較高含量的腐蝕性硫 (S)元素,而支架表面鍍銀層局部也呈現(xiàn)出疏松的腐蝕形貌,如圖 9 所示。通常 LED 燈珠在生產(chǎn)過程中,由于材料自身不純或工藝過程污染等原因引入硫(S)、氯 (Cl)等腐蝕性元素時,在一定條件下(如高溫、水汽殘留等),其金屬支架極易發(fā)生腐蝕,導(dǎo)致燈珠出現(xiàn)變色、漏電等失效現(xiàn)象。 ?3??支架鍍層質(zhì)量差? LED 燈珠點亮老化后出現(xiàn)變色發(fā)黑現(xiàn)象,且失效率高達(dá)30%。去掉燈珠表面的封裝膠后,發(fā)現(xiàn)支架表層銀鍍層失去原有的光亮,呈現(xiàn)灰色。使用SEM 觀察支架表層微觀形貌,發(fā)現(xiàn)與未裝配的半成品支架相比,LED 失效燈珠的支架表面銀層疏松且有較多的孔洞。 將半成品支架和失效 LED 制作成切片, 觀察其截面鍍層質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)支架鍍層結(jié)構(gòu)為銅鍍鎳再鍍銀,與半成品相比,失效品支架的鎳鍍層變薄,表層銀層變得疏松,且鎳銀鍍層界限變得模糊, 樣品的支架截面形貌如圖 10 所示。使用 AES 測試失效 LED 支架淺表層成分,發(fā)現(xiàn)其中會有鎳(Ni)元素, 測試結(jié)果如圖 11b 所示,很顯然,鎳鍍層擴(kuò)散至了銀層表面。 由此得出,LED 燈珠變色的原因為所用的支架鍍層不良, 老化后銀層疏松產(chǎn)生孔洞、鎳層經(jīng)過銀層孔洞擴(kuò)散到銀層表面,導(dǎo)致銀層發(fā)黑,燈珠變色。 在眾多的 LED 變色失效案例中,因支架變色或腐蝕導(dǎo)致的失效所占的比例是最高的。因 此,LED 或支架生產(chǎn)方應(yīng)采取一些措施來預(yù)防產(chǎn)品失效。例如:選擇質(zhì)量良好的、耐蝕的支架基材;采取適宜的電鍍工藝條件,保證形成晶粒細(xì)膩、結(jié)構(gòu)致密的鍍層,鍍層厚度均勻并達(dá)到防護(hù)要求;對于表層鍍層為銀的支架,選取有效的銀保護(hù)工藝,提高銀支架的防變色能力;在 LED 生產(chǎn)裝配的過程中,則應(yīng)防止外來的污染或腐蝕性物質(zhì)的引入,確保LED 封裝嚴(yán)密,以降低因環(huán)境中的水汽和氧氣等的侵入而引發(fā)各種腐蝕的可能性。 以上分析了因封裝膠、熒光粉和支架構(gòu)件異常導(dǎo)致 LED 燈珠變色失效的原因和機(jī)理,希望能為業(yè)界提供參考和指引,使 LED 生產(chǎn)方在選材及制造過程中采取有效的措施來預(yù)防這些失效現(xiàn)象的發(fā)生,進(jìn)一步地提高 LED 成品的可靠性。

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