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          • 何為L(cháng)ED燈具的功率因素?功率因素是LED燈具的一個(gè)重要參數,了解什么是功率因素有利于我們進(jìn)一步了解LED燈具。


            1、 功率因素


              功率因子表征著(zhù)燈具輸出有功功率的能力。功率是能量的傳輸率的度量,在直流電路中它是電壓V和電流A和乘積。在交流系統里則要復雜些:即有部分交流電流在負載里循環(huán)不傳輸電能,它稱(chēng)為電抗電流或諧波電流,它使視在功率( 電壓Volt乘電流Amps)大于實(shí)際功率。視在功率和實(shí)際功率的不等引出了功率因素,功率因素等于實(shí)際功率與視在功率的比值。所以交流系統里實(shí)際功率等于視在功率乘以功率因素。


            即:功率因素=實(shí)際功率/視在功率。只有電加熱器和燈泡等線(xiàn)性負載的功率因素為1,許多設備的實(shí)際功率與視在功率的差值很小,可以忽略不計,而像容性設備如燈具的這種差值則很大、很重要。最近美國PC Magazine 雜志的一項研究表明燈具的典型功率因素為0.65,即視在功率(VA)比實(shí)際功率(Watts)大50%!


              2、 視在功率


              視在功率:即交流電壓和交流電流的乘積。用公式表示為:S=UI。式中,S是額定輸出功率,單位是VA(伏安);U是額定輸出電壓,單位是V, 如220V、380V等;I是額定輸出電流,單位是A。視在功率包括兩部分:有功功率(P)和無(wú)功功率(Q)。有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發(fā)亮、使電機轉動(dòng)、使電子電路工作等。因為這個(gè)功率做功后都變成了熱量,可以直接被人們感覺(jué)到,所以有些人就產(chǎn)生一個(gè)錯覺(jué),即把有功功率當成了視在功率,孰不知有功功率只是視在功率的一部分,用式表示:P=Scosθ=UIcosθ=UI?F。式中,P是有功功率,單位是W(瓦);F=cosθ被稱(chēng)為功率因子,而θ是在非線(xiàn)性負載時(shí)電壓電流不同相時(shí)的相位差。無(wú)功功率是儲藏在電路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:Q=Ssinθ=UIsinθ。式中,Q為無(wú)功功率,單位是var(乏)。


              3.無(wú)功功率


              對于燈具和其它一切靠直流電壓工作的電子電路,離開(kāi)無(wú)功功率是根本無(wú)法工作的。一般用戶(hù)都認為燈具之類(lèi)的設備只需要有功功率,而不需要無(wú)功功率。既然無(wú)功功率不做功,要它何用!于是他們當然就認為功率因子為1的燈具最好。因為它能給出最大輸出功率。然而,實(shí)際情況并非如此。


              假如有一燈具,當交流市電輸入后進(jìn)行整流,就得到脈動(dòng)直流電壓,若不將脈動(dòng)電壓進(jìn)行任何加工,就直接提供給燈具,毫無(wú)疑問(wèn),電路根本無(wú)法正常工作。雖然這時(shí)燈具的功率因子接近于1,可這又有何用呢。為了讓燈具電路能正常工作,必須向其提供平滑了的直流電壓。這個(gè)“平滑”工作必須由接在燈具整流器后面的濾波電容器來(lái)完成。這個(gè)濾波器就像一個(gè)水庫,電容器里面必須儲存足夠數量的電荷,在整流半波之間的空白時(shí),使電路上的工作電壓仍不間斷,能保持正常電平。換句話(huà)說(shuō),即使在兩個(gè)脈動(dòng)半波之間無(wú)輸入電能時(shí),Uc的電壓電平也無(wú)顯著(zhù)的變化,這個(gè)功能是靠電容器內的儲能來(lái)實(shí)現的,儲存在電容器內的這部分能量就是無(wú)功功率。所以說(shuō),燈具是靠無(wú)功功率的支持,才能保證電路正確運用有功功率實(shí)現正常使用的。因此可以說(shuō),燈具不但需要有功功率,也需要無(wú)功功率,兩者缺一不可。



          • 為適應不同需求,很多燈具都需要配置反光罩或透鏡,目的是對光源發(fā)出的光線(xiàn)進(jìn)行調整,讓其射向我們所需要的方向,這也被稱(chēng)為是燈具的配光。


            透鏡可分為對稱(chēng)型和非對稱(chēng)型,也可分為散光型和聚光型。聚光型大都是凸透鏡,它是利用光線(xiàn)折射原理來(lái)實(shí)現聚光,一般是在光源前搞一個(gè)放大鏡,但鏡片的焦距要適合,避開(kāi)兩倍焦距處,否則會(huì )在被照平面上呈現光源的清析圖像,照明燈變成投影機。


            但聚光透鏡用得最多的還是折射、反射相結合的模式。最有代表性的就是常見(jiàn)的手電筒。實(shí)際上把它說(shuō)成透鏡有些牽強,因為它只在中心部位有一個(gè)很小的凸透鏡(有的省去了它),而主要是利用光的全反射原理依靠拋物面把光線(xiàn)反射到一個(gè)方向,嚴格說(shuō)它是一個(gè)反光鏡而并非透鏡。


            這種“透鏡”分大角度和小角度兩類(lèi),若要簡(jiǎn)單區分可從正面觀(guān)察,大角度看上去呈環(huán)狀,小角度整個(gè)鏡面呈均勻單色。小角度光線(xiàn)集中看上去更亮一些。


            還有一種是把凸透和凹透鏡結合在一起的模式,主要用在路燈和LED電視的背光。它的中心部分采用凹透鏡可削弱中間的光強度,作為路燈可防止燈下過(guò)亮,而作為電視背光可防止燈珠前方出現亮斑。周?chē)騼衫耐雇哥R可把光線(xiàn)折射到離燈珠較遠的位置,使光照更加均勻。有的LED平板燈也使用了背光型透鏡。


            在路燈透鏡中還有一種是非對稱(chēng)型透鏡,主要是針對路燈安裝仰角造成道路模向光照不勻而設計的,但用的不太多。


          • 針對LED燈具、LED燈泡及LED電源供應器等三種基本產(chǎn)品分類(lèi),對應擴展至成品或零部件時(shí),其所對應的應用產(chǎn)品不同則安規標準和相關(guān)注意事項均不相同,具體展開(kāi)如下:


              1、LED燈具:


              應用產(chǎn)品 安規標準注意事項


              指示燈UL48


              手把燈、廚柜燈、桌燈、立燈、壁燈等(皆為帶電源線(xiàn)插頭)UL153涵蓋可攜式燈具,通過(guò)電源線(xiàn)的插頭連接標稱(chēng)為120V,15或20A的分支電路上


              圣誕燈串 UL588


              緊急指示燈,出口燈 UL924


              展示柜、鏡燈 UL962


              舞臺燈UL1573


              臺階燈、嵌燈、吸頂燈、吊燈、壁燈、路燈、柱燈等(皆不帶電源線(xiàn)插頭)UL1598涵蓋固定式燈具,使用于非危險區域且裝設于低于600V的分支電路上。


              小夜燈UL1786


              低壓花園燈(不帶電源線(xiàn)插頭)UL1838


              水管燈UL2388


              2、LED燈泡:


              應用產(chǎn)品 安規標準注意事項


              指示燈泡 UL496


              LED燈泡(ANSIBase),內含驅動(dòng)電路UL1993E27Base是歐規,不能使用在北美市場(chǎng)。北美市場(chǎng)需用E26Base


              LED燈泡(非ANSIBase),內含驅動(dòng)電路UL496 容網(wǎng)


              LED模塊,不含驅動(dòng)電路UL8750


              3、LED驅動(dòng)和電源供應器:


              應用產(chǎn)品 安規標準注意事項


              電源供應器(可帶LPS安全回路) UL60950-1輸出LPS安全回路,則LED模塊及LED控制模塊不需電氣外殼(Enclosure)


              電源供應器(不帶Class2安全回路)UL1012LED模塊及LED控制模塊需提供適當電氣外殼(Enclosure)保護


              電源供應器(帶Class2安全回路)UL1310輸出Class2安全回路,LED模塊及LED控制模塊不需電氣外殼(Enclosure)


              驅動(dòng)器(可帶LPS/Class2安全回路) UL935輸出LPS/Class2安全回路,則LED模塊及LED控制模塊不需電氣外殼(Enclosure)





          • LED燈具的安全測試方面的要求(以UL標準為例)LED燈具的安全規范:


              隨著(zhù)技術(shù)的改善,LED燈具的用途已由過(guò)去數十年單純應用在指示燈、信號燈等,逐步使用在手機背光源、車(chē)內用照明、煞車(chē)燈、LCD電視、手提電腦背光源等輔助照明;而在近兩年內,其開(kāi)始成為主照明系統,所應用的范疇可涵蓋、戶(hù)外、商業(yè)、及居家等,產(chǎn)品則分別有:


              范疇(照明) 產(chǎn)品


              建筑 庭園燈、探照燈、階梯燈、陽(yáng)臺燈等


              戶(hù)外 路燈、柱燈等


              商業(yè) 廣告照明、展示柜照明等


              居家 吸頂燈,壁燈,廚柜燈,立燈,桌燈等


              LED光源制造技術(shù)的提升、應用層面的變廣,致力于保障消費者安全UL制定了針對LED模塊及照明燈具的安全標準UL8750,用以規范LED燈具產(chǎn)品,并于2009年發(fā)布正式。此標準是業(yè)界銷(xiāo)售LED產(chǎn)品到北美地區必備的安全規范,適用于以L(fǎng)ED為主要光源的各類(lèi)產(chǎn)品,包括燈具,燈泡,驅動(dòng)器等,未來(lái)LED光源照明產(chǎn)品除了要有安全規范外,更須針對LED光源及模塊的特殊屬性做驗證。



          • LED節能燈比白熾燈省電80%,比熒光節能燈省電50%,LED燈具有節能、環(huán)保的優(yōu)勢,在燈具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已成為主要趨勢。LED節能燈具的明顯優(yōu)勢可以從以下各方面體現:


            1.低壓電源、耗電量低:一般來(lái)說(shuō),LED節能燈的工作電壓是2至3.6V,工作電流是0.02至0.03A.這就是說(shuō):它消耗的電不超過(guò)0.1W;


            2.體積?。篖ED節能燈基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面;


            3.使用壽命長(cháng):在恰當的電流和電壓下,其使用壽命可達10萬(wàn)小時(shí),幾乎無(wú)需維護。另外,LED節能燈具有完全的環(huán)氧樹(shù)脂封裝,它比燈泡和熒光燈管都堅固,燈體內也沒(méi)有松動(dòng)的部分,不易損壞;


            4.高亮度、低熱量:普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價(jià)格便宜,但光效低,由于燈的熱效應而白白耗電;LED燈具作為照明用燈,不僅光效高,且冷光源幾乎不產(chǎn)生熱耗電;


            5.環(huán)保:LED燈具是由無(wú)毒的材料做成,不像熒光燈含水銀會(huì )造成污染,也可以回收再利用;


            6.LED節能燈還具備無(wú)閃爍、適用性強、穩定性高、響應時(shí)間短等特點(diǎn);


            由于LED所使用的技術(shù)及產(chǎn)品屬性已與傳統燈具大不相同,因此現行的一般燈具安全標準規范顯然已不適用。


          • 依據光通可以求出我們LED的顆數和熱源的大致功率,就可以進(jìn)行散熱系統的設計了,目前有可尋標準的都是嚴禁使用被動(dòng)式散熱,如加風(fēng)戽,所以只能依靠本身的散熱結構。


            方向:更大的散熱表面積,更高的散傳導率,散熱器利用效率,保溫層的解決,散熱系統的設計,我們設計一個(gè)溫升限值,比如環(huán)境溫度25度時(shí),不大于25度,然后計算系統熱阻。


            在散熱器的材質(zhì)上,有條件可以選用好的,一般來(lái)講6063的熱傳導為205W/M·K,6061T5為180W/M·K,壓鑄一般ADC12為40-60W/M·K,傳說(shuō)壓鑄1017也可以到兩百以上,但沒(méi)有用過(guò),也沒(méi)有外協(xié)廠(chǎng)家證實(shí)過(guò)。好的傳導率在改善散熱方面是很明顯的對散熱片的設計上,一般采用翅片式散熱結構,以求得最大的表面積。


            需要注意的是,散熱片的方向一般選擇平行于路軸,有的聲稱(chēng)散熱片平行于路軸的時(shí)候,路上的車(chē)輛帶的風(fēng)有利于散熱,其實(shí)是不科學(xué)的,流體影響力的問(wèn)題,也可以實(shí)測就知道了,散熱器的翅片設計較好的方式應當為上小下大的結構,而且翅片厚度下段最好在5mm,取決于熱功率以上,深度最好不超過(guò)翅片最處的三到四倍,原因很簡(jiǎn)單越密,熱回流越嚴重,散熱效果越差。散熱器底部厚度可以設計得薄一些,比如不超過(guò)3mm,以減輕產(chǎn)品重量。


            好的燈具設計會(huì )將LED部置于翅片的上方,就是為了這個(gè)目的。采用鋼玻璃結構和其它實(shí)際應用中,為了防水,產(chǎn)品往往會(huì )有封閉的保溫層,導致溫度持續上升,熱空氣是向上的,可以視情況出具體的方案解決。


            LED產(chǎn)生的熱量越快傳出去越好,所以,在鋁基板下方通常我們會(huì )加納米管或是其他東西,以便更好的起到均熱和導熱的效果,比較有性?xún)r(jià)比的方式是加石墨片,可以查詢(xún)一下供應商及相關(guān)信息。


            另外,散熱器的翅膀片總是最上端利用率最低,為了改善此問(wèn)題,有的公司推出了熱管散熱。其實(shí),導熱和散熱是兩個(gè)不同的概念,這里我要講的是熱管,能快速導熱,并能增加部分散熱翅片利用率。所以,在性?xún)r(jià)比評估上,可以考慮,按實(shí)際方案來(lái)進(jìn)行取舍。當然,也可以借助于軟件模擬結合實(shí)驗數據。



          • 現在戶(hù)外燈具種類(lèi)越來(lái)越多,在任何一個(gè)場(chǎng)景都有相應的燈具去安裝使用。如戶(hù)外景觀(guān)燈、路燈、海運燈、應急燈、戶(hù)外娛樂(lè )燈具等等戶(hù)外照明燈具,這些燈具都是在戶(hù)外使用的,會(huì )面對戶(hù)外復雜而又多變的自然環(huán)境,比如說(shuō)雨雪天氣,高溫低溫天氣會(huì )使得燈具內的氣壓波動(dòng)變化,會(huì )使得密封失效,從而導致進(jìn)水而產(chǎn)生故障。因此戶(hù)外燈具必須要考慮內外氣壓平衡與防水問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題大多都是通過(guò)戶(hù)外燈具防水透氣組件(燈具防水透氣膜或者燈具防水透氣閥)來(lái)實(shí)現的。


            燈具防水透氣組件具有很好的防水防塵性能,可以避免水、油液體和顆粒進(jìn)入燈殼,保護發(fā)光元件;燈具防水透氣組件可以保證很好的呼吸換氣要求,可以快速平衡燈殼內外應力,避免燈具承受波動(dòng)變化的壓力;析水透濕,保持腔體干燥,避免冷凝結露,影響光效;燈具防水透氣組件原材料多孔結構,孔隙率高,有效降低鹽晶體產(chǎn)生。


            燈具防水透氣組件還可以防塵阻隔,阻隔顆粒物污染,防止內部零部件上有灰塵積累;燈具防水透氣組件抗高低溫變化,避免內外壓力不平衡,保護內部零部件持續運作;燈具防水透氣組件抗腐蝕性能好,可以長(cháng)時(shí)間保持設備出廠(chǎng)防護等級。


          • 下面我們將會(huì )為您介紹幾點(diǎn)選購LED照明燈具的基礎知識。


            1、選購LED照明燈具之前,首先要考慮使用環(huán)境對亮度的需求,如果是商業(yè)場(chǎng)合的柜臺燈,那就需要亮度較高的LED照明燈具。如果是家庭臥室使用,就需要光線(xiàn)較柔和,亮度舒適的LED照明燈具。


            2、最好是選購抗靜電能力較好的LED照明燈具,因為靜電對LED芯片的傷害是非常大的,所以擁有較高的抗靜電能力,LED照明燈具的壽命才能夠得到保障,當然其價(jià)格相比普通產(chǎn)品高一些??梢愿鶕?jīng)濟能力適當選擇合適的產(chǎn)品。


            3、如果是對顏色要求較高的使用環(huán)境,例如LED戶(hù)外景觀(guān)照明,這些場(chǎng)合對顏色和光線(xiàn)調節比較注重,所以我們要選擇波長(cháng)和色溫一致的LED照明燈具,這樣大批量組合在一起才會(huì )產(chǎn)生相同的顏色,否則出現色差會(huì )對亮化效果大打折扣。


            4、漏電電流也是一個(gè)比較重要的參數,所謂漏電電流就是LED反向導電時(shí)的電流,佰特照明建議用漏電電流小一點(diǎn)的LED照明燈具。


            5、如果是戶(hù)外環(huán)境使用,則需考慮LED照明燈具的防護等級,一般要達到IP65以上,才能滿(mǎn)足日常戶(hù)外正常工作。而室內LED照明燈具的防護等級要求就沒(méi)那么高要求。


            6、LED發(fā)光角度對led燈具影響極大,對不同的燈具要求很大,像LED日光燈我們建議用140-170度發(fā)光角度。


            7、LED晶片是LED照明燈具的核心部位,其質(zhì)量好壞直接影響了LED照明燈具的發(fā)光質(zhì)量和使用壽命,LED晶片有很多品牌,包括國內品牌和國外品牌,不同品牌價(jià)格相差很大,所以根據實(shí)際需求選擇合適的LED晶片很重要。


          • 紫外線(xiàn)波長(cháng)較中紫外線(xiàn)大者稱(chēng)為遠紫外線(xiàn),依CIE的定義、UV-C波長(cháng)范圍為100-280nm。C波段紫外線(xiàn)即是俗稱(chēng)的紫外線(xiàn)殺菌光源。UVC殺菌是利用較低汞蒸氣壓( <10-2 Pa)被激化而發(fā)出紫外光,其發(fā)光譜線(xiàn)主要有兩條:一是253.7nm波長(cháng);另一條是185nm波長(cháng),這兩條都是肉眼看不見(jiàn)的C波段紫外線(xiàn)。


            紫外消毒技術(shù)具有其他技術(shù)無(wú)可比擬的殺菌效率,殺菌效率可達99%-99.9%。而傳統氯氣、臭氧等化學(xué)消毒方法要達到殺菌效果一般需要20分鐘至1個(gè)小時(shí)。


            UVC紫外殺菌不需要轉化為可見(jiàn)光,253.7nm的波長(cháng)就能起到很好的殺菌作用,這是因為細胞對光波的吸收譜線(xiàn)有一個(gè)規律,在250-270nm的紫外線(xiàn)有最大的吸收,被吸收的紫外線(xiàn)實(shí)際上作用于細胞遺傳物質(zhì)即DNA,它起到一種光化作用,紫外光子的能量被DNA中的堿基對吸收,引起遺傳物質(zhì)發(fā)生變異,使細菌當即死亡或不能繁殖后代,達到殺菌的目的。


            紫外線(xiàn)殺菌一般用來(lái)對空氣、物體表面、水來(lái)進(jìn)行消毒滅菌。253.7nm波長(cháng)能對細菌和病毒能有效的殺滅,前人早已進(jìn)行過(guò)大量的研究,是不用懷疑的事實(shí)。紫外線(xiàn)殺菌的特點(diǎn)是廣譜性,有些高溫都難以消滅的病毒,用紫外線(xiàn)能很快的消滅,這是由于紫外線(xiàn)的殺菌機理與其它方法不同。


            殺菌:空氣中的水分子與光觸媒處理過(guò)的表面后,經(jīng)由紫外線(xiàn)的催化,產(chǎn)生氧化作用,將空氣中的細菌分解。


            除臭:日常臭氣源主要為氨氣,硫化氫,甲基硫醇,乙醛等,光觸媒比臭氧,負離子更具氧化能力,這些臭氣源可在光觸媒存在下,利用日光燈照射產(chǎn)生光觸媒氧化作用以分解臭氣源。


            除異味:能夠產(chǎn)生大量的紫外線(xiàn)光速對惡臭氣體進(jìn)行照射,將惡臭氣體降解轉化,變成低分子化合物【UV+O?→O﹣+O*(活性氧)O+O?→O?(臭氧)】,例如變成CO?、H?O等無(wú)害氣體,達到有效的去除異味的效果,且不會(huì )產(chǎn)生二次污染。



          • 紫外和近紫外有機電致發(fā)光二極管(OLED)具有成本低、環(huán)境污染小、驅動(dòng)電壓低等特點(diǎn),有望成為新一代商用紫外光源,在污染防治、物質(zhì)分析、醫療衛生等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。


            紫外和近紫外是OLED在短波發(fā)射范圍的一個(gè)延伸,可廣泛應用于消毒滅菌、水凈化、紫外通信等領(lǐng)域。與目前常用的紫外光源如紫外發(fā)光二極管和紫外汞燈相比,紫外和近紫外OLED具有柔性輕薄、驅動(dòng)電壓低、環(huán)境友好等特點(diǎn),受到科研人員的關(guān)注。


            然而,目前仍有許多問(wèn)題阻礙著(zhù)紫外和近紫外OLED的商業(yè)化應用,如器件效率低、材料合成困難、難以實(shí)現短波發(fā)射等。因此,如何實(shí)現高效紫外發(fā)射是目前紫外有機發(fā)光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,對擴展紫外OLED的應用范圍有著(zhù)重大意義。目前,針對紫外和近紫外OLED的研究主要是從開(kāi)發(fā)新型有機紫外發(fā)光材料和器件結構優(yōu)化兩個(gè)方面進(jìn)行。


            紫外/近紫外有機電致發(fā)光材料


            有機電致發(fā)光材料通常由多種顯色基團和共軛雜環(huán)組成,分子的熒光性質(zhì)受到共軛系統的尺寸、共面度和剛性、取代基的類(lèi)型和位置以及幾何構型等因素的影響。一方面,在紫外/近紫外有機電致發(fā)光材料的設計中,為了實(shí)現紫外光發(fā)射,必須將共軛系統的尺寸限制在較小的范圍內,而這同時(shí)也限制了發(fā)光分子的尺寸。另一方面,為了提高鄰近空穴傳輸層(HTL)和電子傳輸層(ETL)中的載流子注入,紫外/近紫外有機電致發(fā)光材料必須具有合適的最高占據分子軌道(HOMO)與最低未占據分子軌道(LUMO)能級。


            紫外有機電致發(fā)光器件


            如何在發(fā)光層中獲得平衡的空穴和電子,是制備高效紫外有機發(fā)光器件面臨的主要問(wèn)題之一。此外,如何處理ITO陽(yáng)極過(guò)高的空穴注入勢壘、尋找深HOMO能級的有機分子作為激子阻擋層,也是紫外有機發(fā)光器件在發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題。目前,紫外有機電致發(fā)光器件結構的最新研究主要包括:開(kāi)發(fā)透明導電陽(yáng)極、尋求有效的空穴注入層(HIL)和HTL、合成高效的紫外發(fā)光材料、調整電子注入與傳輸、開(kāi)發(fā)倒置結構、探索微腔結構。


          • 雙波長(cháng)激光器是指在一臺激光器中,同時(shí)發(fā)射兩種不同波長(cháng)的激光束,其工作原理主要依靠二次諧波產(chǎn)生和模式同步。


            1. 二次諧波效應:

            當激光束傳輸到某些非線(xiàn)性光學(xué)晶體時(shí),會(huì )發(fā)生二次諧波產(chǎn)生效應,將原本的激光波長(cháng)縮短一半。因此在激光器中加入一些非線(xiàn)性光學(xué)晶體,并使激光束經(jīng)過(guò)晶體時(shí)產(chǎn)生二次諧波效應,可以得到縮短一半的波長(cháng)激光束。


            2. 模式同步:

            雙波長(cháng)激光器中需要同時(shí)產(chǎn)生兩種頻率的激光?;l激光和二次諧波激光的相位關(guān)系必須保持一致,并且其振蕩模式必須同步。通過(guò)加入一些反射鏡將它們的振蕩模式同步,從而保證雙波長(cháng)激光器能夠穩定地工作。


            3. 選擇適當的激光介質(zhì):

            為了實(shí)現雙波長(cháng)激光器的工作,需要選擇適當的激光介質(zhì)。比如,InGaAsP/InP具有較高的光學(xué)品質(zhì)和較高的增益,因而常常被用作雙波長(cháng)激光器中的激光介質(zhì)。


            4. 注意光源穩定性:

            在雙波長(cháng)激光器的工作過(guò)程中,需要保證光源的穩定性。在實(shí)際應用中,一般采用鎖模技術(shù)、光譜分布儀等方式,來(lái)監測和控制激光輸出的穩定性,以保證光源能夠穩定地工作。


            雙波長(cháng)激光器的實(shí)現要通過(guò)二次諧波合成技術(shù)和模式同步技術(shù),同時(shí)選擇合適的激光介質(zhì),并且保證光源的穩定性。


          • 激光器在多個(gè)領(lǐng)域中有廣泛的應用。以下是幾個(gè)例子:


            1. 工業(yè)應用:激光加工、制造、標識、焊接、切割、鉆孔等。


            2. 醫療應用:激光手術(shù)、眼科手術(shù)、牙科手術(shù)、皮膚治療等。


            3. 通信應用:激光通信、光纖通信等。


            4. 軍事應用:激光制導、激光照射、激光測距等。


            5. 科研應用:原子光譜學(xué)、量子光學(xué)、超高速攝影等。


            激光器具有廣泛的應用領(lǐng)域,不斷的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)提升也提供了更多的應用前景。


          • 激光器即激光放大器,其原理是一種能夠產(chǎn)生相干光的光學(xué)器件。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),激光器是一種能夠產(chǎn)生具有高單色性、高亮度、高相干性等特征的光束的器件。激光器的主要工作原理包括以下幾個(gè)方面:


            1. 激光介質(zhì)的激發(fā):

            激光介質(zhì)中的原子能夠吸收外部能量,如電子激發(fā)、光子激發(fā)等。吸收能量之后,原子躍遷至比較高的能級,這種能級比較穩定,能夠維持較長(cháng)時(shí)間。


            2. 準備態(tài)的存在:

            在激發(fā)的原子的上、下能級中,有一個(gè)或幾個(gè)能級處于臨界狀態(tài),這種狀態(tài)被稱(chēng)為準備態(tài)或者受激輻射態(tài)。而激光介質(zhì)中的原子,在準備態(tài)和低能級之間進(jìn)行快速的自發(fā)輻射。


            3. 光子的放大:

            待激活的光子經(jīng)過(guò)多次自發(fā)輻射后,達到與準備態(tài)同樣的能級,即出現“光子躍遷”。此時(shí),當有入射光子激發(fā)該原子時(shí),將會(huì )導致放射出更多的光子,即激光微弱起始信號在不斷地被放大,最終形成一束高亮度、單色性好、高相干的激光光束。


            4. 光學(xué)反饋:

            將放大的光束聚焦到支持材料中,使其在制品表面產(chǎn)生反彈。放大后的光子會(huì )不斷地在介質(zhì)中反射與進(jìn)一步激發(fā),經(jīng)過(guò)多次反射和被放大,最終聚集成銳利的光束。


            激光器的原理是將能量輸入到激光介質(zhì)中,通過(guò)物質(zhì)的激發(fā)和自發(fā)輻射、受激輻射等過(guò)程,將微弱的起始信號放大并過(guò)濾成一束高亮度、單色性好、高相干的激光束。


          • 激光最初中文名叫““鐳射‘,它是英文名稱(chēng)“LASER”的音譯,如其英文名稱(chēng),已經(jīng)完全揭示了激光產(chǎn)生的主要過(guò)程,即“通過(guò)受激輻射實(shí)現的光放大”,與普通光源相比,普通光源是物質(zhì)自發(fā)輻射產(chǎn)生,而激光是由物質(zhì)受激輻射產(chǎn)生,因而激光具有很多普通光源無(wú)法比擬的優(yōu)勢:亮度高、方向性好、單色性好、相干性好。


            一個(gè)誘發(fā)光子不僅能引起受激輻射,而且它也能引起受激吸收,所以只有當處在高能級的原子數目比處在低能級的還多時(shí),受激輻射躍遷才能超過(guò)受激吸收,而占優(yōu)勢。由此可見(jiàn),為使光源發(fā)射激光,而不是發(fā)出普通光的關(guān)鍵是發(fā)光原子處在高能級的數目比低能級上的多,這種情況,稱(chēng)為粒子數反轉。


            激光器產(chǎn)生激光的原理當激光介質(zhì)中的原子收到泵浦能量時(shí),其內的電子產(chǎn)生越遷,進(jìn)入高能態(tài)但由于高能態(tài),不是穩定狀態(tài)(基態(tài)),電子在很短的時(shí)間內又會(huì )恢復到基態(tài)同時(shí)將吸收的能量以光和熱輻射的形式發(fā)出,發(fā)出的光的波長(cháng)與激光介質(zhì)有關(guān)當發(fā)出的光擊中其他原子,其基態(tài)的電子會(huì )吸收這束光,躍遷至高能態(tài),高能態(tài)電子會(huì )發(fā)出相同波長(cháng)及運動(dòng)狀態(tài)的光(受激輻射)。當高能態(tài)的原子數量大于基態(tài)原子時(shí),激光就得到了放大。光束在請振腔內不停的振蕩放大,通過(guò)輸出耦合鏡輸出,就產(chǎn)生了激光。


          • VCSEL激光器與EEL激光器是兩種不同的激光器技術(shù),本文將詳細介紹它們的區別。VCSEL激光器是垂直腔面發(fā)射激光器的縮寫(xiě),而EEL激光器是邊發(fā)射激光器的縮寫(xiě)。


            1. 結構區別:


            VCSEL激光器的結構相對簡(jiǎn)單,包括n型和p型半導體材料,中間有一個(gè)雙折射層,形成垂直腔導致垂直方向發(fā)射激光。而EEL激光器則包含多層結構,其中包括高反射率反射鏡和活動(dòng)區,一般需要外接光學(xué)器件來(lái)實(shí)現激光的邊發(fā)射。


            2. 制造工藝不同:


            VCSEL激光器的制造工藝相對簡(jiǎn)單,使用標準的半導體工藝,可以批量生產(chǎn)。而EEL激光器的制造工藝則需要更復雜的技術(shù),包括光刻、薄膜沉積和外接光學(xué)組件等過(guò)程。


            3. 發(fā)光方向不同:


            VCSEL激光器的發(fā)光方向垂直于晶片平面,而EEL激光器則是平行于晶片平面發(fā)射激光。這是由于VCSEL激光器的結構決定的,使得VCSEL可以更容易地獲得高質(zhì)量的光束。


            4. 輸出功率和效率的差異:


            VCSEL激光器在較低的電流下可以實(shí)現高功率輸出,通常能夠獲得數十mW的功率。而EEL激光器需要更高的電流才能獲得相同功率的輸出。此外,VCSEL激光器的效率也較高,通??蛇_到30-40%。而EEL激光器的效率較低,一般在10-20%之間。


            5. 諧振腔長(cháng)度不同:


            VCSEL激光器的諧振腔長(cháng)度較短,一般在數十至數百微米范圍內,這使得VCSEL的工作模式容易切換。而EEL激光器的諧振腔長(cháng)度較長(cháng),一般在數毫米至數厘米范圍內,因此EEL激光器的激光頻率穩定性較好。


            6. 光波控制的不同:


            由于VCSEL激光器的結構特點(diǎn),可以方便地進(jìn)行光波控制,例如改變功率、調制速度等。而EEL激光器需要外接的光學(xué)元件來(lái)實(shí)現光波控制。


            7. 成本差異:


            VCSEL激光器的制造成本相對較低,可以進(jìn)行大規模生產(chǎn)。而EEL激光器由于制造工藝的復雜性,所以成本較高。


            總結起來(lái),VCSEL激光器和EEL激光器在結構、制造工藝、發(fā)光方向、輸出功率、諧振腔長(cháng)度、光波控制和成本等方面都存在差異。VCSEL激光器相對簡(jiǎn)單,具有較高的功率輸出和效率,適用于大規模生產(chǎn);而EEL激光器具有更復雜的制造工藝,輸出功率和效率較低,適用于一些特定應用。這兩種激光器技術(shù)各自有著(zhù)自己的優(yōu)勢和適用范圍,選擇適合的激光器取決于具體的應用需求。


          • 什么是深紫外線(xiàn)?


            紫外線(xiàn)是太陽(yáng)放出的波長(cháng)為100-400nm的電磁波總稱(chēng),人類(lèi)肉眼不可見(jiàn)。根據紫外線(xiàn)的波長(cháng),通常將紫外線(xiàn)分為A、B、C三類(lèi),即近紫外線(xiàn)(UVA),遠紫外線(xiàn)(UVB)和超短紫外線(xiàn)(UVC),其中UVC能量最大,對微生物的破壞力極強,但在通過(guò)地球表面同溫層時(shí),基本被臭氧層吸收,不能達到地球表面,因此,一束人造“太陽(yáng)光”——LED深紫外線(xiàn)應運而生。


            深紫外線(xiàn)——為殺菌而生的“人造光”


            這束為殺菌而生的“人造光”,選取了特定波段(260-280nm)的深紫外線(xiàn),能穿透生物的細胞膜和細胞核,破壞DNA與RNA分子結構,短時(shí)間內消殺各種病菌,如細菌繁殖體、芽胞、病毒、真菌等,殺菌率高達99.9%。其中275nmUVC是消毒醫用級波段,也是目前國際醫療行業(yè)消毒的公認技術(shù)。


            深紫外殺菌的優(yōu)勢


            廣譜殺菌:紫外線(xiàn)殺菌的廣譜性最高,它對幾乎所有的微生物,包括細菌、結核菌、病毒、芽胞和真菌等,都能高效殺滅。


            高效:紫外線(xiàn)消毒殺菌快,效果好。在一定的輻射強度下,一般病原微生物僅需十幾秒即可殺滅,還能殺滅一些氯消毒無(wú)法滅活的病菌。


            環(huán)保:紫外線(xiàn)殺菌不需添加任何化學(xué)藥劑。它通過(guò)短波輻射,直接殺死細菌或破壞細菌的繁殖能力,無(wú)污染無(wú)殘留,不對周?chē)h(huán)境造成二次污染。


          • 紫外LED指發(fā)光中心波長(cháng)在400nm以下的LED,紫外LED按照波長(cháng)劃分,可以分為UVA長(cháng)波紫外線(xiàn)(波長(cháng)范圍315–400 nm)、UVB中波紫外線(xiàn)(波長(cháng)范圍280–315 nm)、UVC短波紫外線(xiàn)(波長(cháng)范圍200–280 nm),其中UVA長(cháng)波紫外線(xiàn)也經(jīng)常被稱(chēng)為近紫外線(xiàn),UVC短波紫外線(xiàn)經(jīng)常被稱(chēng)為深紫外線(xiàn)。


            紫外LED有什么作用?


            先以UVA LED產(chǎn)品來(lái)看,UVA與現在LED照明較為類(lèi)似,主要是為了取代現有的UV產(chǎn)品,包括省電、壽命長(cháng)等特性是推動(dòng)取代的成長(cháng)動(dòng)能,UA波段的典型應用為紫外固化和UV噴墨打印,代表波長(cháng)為395nm、365nm,廣泛應用于印刷、包裝、廣告、建材、裝潢、家電、光纖、汽車(chē)等行業(yè)。


            UVB則是在醫療行業(yè)運用的比較多,UVB紫外線(xiàn)對人體具有紅斑作用,能促進(jìn)體內礦物質(zhì)代謝和維生素D的形成,但長(cháng)期或過(guò)量照射會(huì )令皮膚曬黑,并引起紅腫脫皮。使用在例如紫外線(xiàn)保健燈、植物生長(cháng)燈等。


            UVC波段的紫外線(xiàn)由于波長(cháng)短,能量高,可以在短時(shí)間內破壞微生物機體(細菌、病毒、芽孢等病原體)細胞中的DNA或RNA的分子結構,會(huì )使得細胞無(wú)法自我再生,細菌病毒自然就會(huì )喪失自我復制的能力,因此UVC波段LED就廣泛應用于如水、空氣等的殺菌消毒。




          • 一般來(lái)說(shuō),UV LED器件的散熱路徑主要有三個(gè):


            ①芯片-金線(xiàn)-線(xiàn)路層-碗杯-環(huán)境;

            ②芯片-外封膠(氣體或空氣)-透鏡(蓋板)-環(huán)境;

            ③芯片-固晶層-基板-環(huán)境。


            相比之下,路徑①和②的散熱能力很有限,路徑③是主要的散熱途徑。那么,對比采用垂直結構UV LED芯片的COB和DOB的散熱路徑可以發(fā)現,DOB在器件上多了兩層很薄的鍍金層和一層氮化鋁陶瓷以及在基板和器件間多了一層焊料層,但在基板上少了一層絕緣層(導熱系數如表三所示)。在不考慮擴散熱阻等因素的理想狀態(tài)下,對COB與DOB進(jìn)行熱阻計算。


            相比DOB,COB的總熱阻要大得多,這是因為COB銅基板內的絕緣層的熱阻過(guò)大。而對于DOB來(lái)說(shuō),其焊接互聯(lián)層(包括固晶層和錫膏層等)對其總熱阻的占比較大,如果互聯(lián)層的焊接質(zhì)量不佳,例如焊料不足或空洞很多,其對總熱阻的影響將更大。


            有研究表明,LED互聯(lián)層的互聯(lián)質(zhì)量對LED的出光效率、總熱阻和可靠性有很大影響。其中,對于熱阻的影響,Amy S. Fleischer等人研究發(fā)現:多個(gè)隨機分布的小的空洞(總百分比V%)對器件總熱阻(Rjc)的影響關(guān)系為Rjc=0.007V%+1.4987,而多個(gè)比較大的空洞對器件總熱阻的影響關(guān)系為Rjc=1.427e0.015V% 。因此,DOB的焊接互聯(lián)層的焊接質(zhì)量至關(guān)重要。



          • 與傳統紫外光源相比,UV LED具有節能環(huán)保、壽命長(cháng)、功耗低和波長(cháng)可選等諸多優(yōu)勢。按照發(fā)光波長(cháng)的大小,UV LED可以分為長(cháng)波紫外UVA(315~400 nm)、中波紫外UVB(280~315 nm)和短波紫外UVC(200~280 nm)。一般來(lái)說(shuō),發(fā)光波長(cháng)大于300 nm的屬于淺紫外,小于300 nm的屬于深紫外。


            UV LED光源相對于傳統UV光源具有環(huán)保、低功耗和波段可選等優(yōu)勢。UV LED應用于印刷行業(yè)中通常會(huì )面臨多方面的挑戰,其中可靠性問(wèn)題尤為突出。有機材料具有抗UV性能差和透濕透氧率高的特性,其性能的劣化會(huì )大幅降低UV LED的可靠性?;贑MH封裝技術(shù)的全無(wú)機UV LED 100%采用無(wú)機材料封裝,具有氣密性好、可靠性高、壽命長(cháng)和熱阻低等優(yōu)點(diǎn)。針對貼裝時(shí)UV LED器件與基板間的焊接層空洞率過(guò)大問(wèn)題(普遍在20%以上),通過(guò)大量實(shí)驗獲得了最優(yōu)工藝參數,焊接層空洞率可100%控制在10%以下,且5%左右空洞率的占比在80%以上,較大程度地降低了焊接層空洞率對器件的光熱性能和可靠性等的影響。


            本文分別從UV LED分立器件和UV LED集成模組兩個(gè)方面對UV LED在印刷行業(yè)應用中的可靠性進(jìn)行了研究與論述。


            二、UVLED分立器件


            按照封裝材料的不同,UV LED分立器件可以分為有機材料封裝UV LED和無(wú)機材料封裝UV LED。有機材料封裝UV LED仍采用可見(jiàn)光LED器件的封裝方式,即在UV LED芯片上涂覆一層有機封裝材料,比如環(huán)氧樹(shù)脂、有機硅膠等,或者采用有機材料作為UV LED器件的碗杯,例如市面上常見(jiàn)的EMC系列產(chǎn)品。而無(wú)機材料封裝UV LED在封裝方式上進(jìn)行了改進(jìn),一般以陶瓷作為碗杯,玻璃或金屬玻璃作為蓋板。在材料特性上,有機材料與無(wú)機材料具有較大的差別,兩種材料應用于UV LED封裝時(shí)對于整個(gè)器件的性能、壽命和可靠性等方面的影響也有較大的差別。為便于論述,有機材料以有機硅膠為代表,無(wú)機材料以玻璃為代表,兩者在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了對比。


            (1)透過(guò)率


            芯片出光路徑上的封裝材料在UV波段的透過(guò)率直接影響UV LED的光輸出,材料在UV波段的透過(guò)率越高,UV LED的光輸出就越高。由于材料特性不同,不同的材料在同一UV波段的透過(guò)率會(huì )有很大的差別。在整個(gè)紫外波段的各個(gè)波長(cháng)下,有機硅膠(甲基硅膠和苯基硅膠)的初始透過(guò)率相對玻璃都沒(méi)有優(yōu)勢。而且,隨著(zhù)波長(cháng)的減小,有機硅膠和玻璃的初始透過(guò)率會(huì )有不同程度的下降,相比玻璃,有機材料的初始透過(guò)率的下降速度要快很多。在300 nm時(shí),甲基硅膠的初始透過(guò)率已經(jīng)低于85%,這對芯片的光輸出有很大的影響,所以甲基硅膠不適用于波段較低的紫外波段。另外,將有機硅膠和玻璃暴露于365nm的UV光24小時(shí)后,有機硅膠在UV波段的透過(guò)率有大幅的下降,而玻璃的透過(guò)率基本沒(méi)有變化??梢?jiàn),在紫外波段,玻璃的初始透過(guò)率和UV老化后的透過(guò)率都要優(yōu)于有機硅膠。


            (2)熱性能


            對于有機材料封裝的UV LED,有機材料不僅受到芯片發(fā)出的紫外光照射,還會(huì )受到芯片產(chǎn)生的熱量的影響。尤其是直接涂覆在芯片表面的有機材料,芯片表面的高熱量以熱傳導的方式直接傳遞給有機材料,使得有機材料長(cháng)時(shí)間處于高溫工作狀態(tài)。而高溫會(huì )加速有機材料熱老化,如果采用的有機材料的耐熱性能差,極易出現黃化現象,嚴重的甚至會(huì )出現碳化(變黑)或開(kāi)裂等異常。如果器件長(cháng)期處于開(kāi)關(guān)或者高低溫循環(huán)狀態(tài)下,由于芯片與有機材料的熱膨脹系數(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)不匹配,芯片與有機材料的粘接處很容易產(chǎn)生剝離異常。黃化和剝離等異常都會(huì )降低器件的光輸出和可靠性。


            (3)可靠性試驗


            研究發(fā)現,有機材料長(cháng)時(shí)間受UV照射會(huì )發(fā)生光降解(有氧環(huán)境下發(fā)生光氧化),出現老化和黃化現象,嚴重的甚至出現開(kāi)裂,使得器件的光效和可靠性大幅下降,最終導致失效,這種現象在深紫外波段尤其嚴重。為評估UV LED的可靠性水平或封裝材料的抗UV性能,通常會(huì )進(jìn)行一系列的可靠性試驗。以常溫老化試驗為例,在環(huán)境溫度為常溫的條件下同時(shí)對玻璃封裝和甲基硅膠封裝的UV LED進(jìn)行點(diǎn)亮(芯片波段為395 nm),每48H進(jìn)行一次輻射通量檢測和外觀(guān)觀(guān)察。


            玻璃封裝的UV LED的輻射通量隨著(zhù)老化時(shí)間的增加而慢慢降低,在點(diǎn)亮528H時(shí)的輻射通量大約為老化前的93.1%,且外觀(guān)無(wú)明顯變化。而甲基硅膠封裝的UV LED的輻射通量在老化初期時(shí)就開(kāi)始大幅度降低,而在外觀(guān)上并未發(fā)現任何明顯異常,主要原因是甲基硅膠的透過(guò)率下降以及芯片老化特性(老化初期輻射通量值下降較快)。隨著(zhù)老化時(shí)間的增加,其輻射通量的降低速率開(kāi)始變小,此時(shí)外觀(guān)檢測發(fā)現硅膠內部已出現裂紋(主要分布于芯片附近),且硅膠與芯片的粘接界面已出現了剝離,甲基硅膠裂紋的出現表明斷鍵已發(fā)生,而剝離異常是由于硅膠與芯片的熱膨脹系數不匹配。在老化336H左右開(kāi)始,甲基硅膠封裝的UV LED的輻射通量的下降速率又明顯變大,且在528H時(shí)的輻射通量約為老化前的63.4%。此時(shí)外觀(guān)檢測發(fā)現芯片正上方的硅膠已有明顯的開(kāi)裂(如圖三(右)所示),這是輻射通量加速下降的主要原因。如果定義UV LED的壽命為輻射通量降為初始值的70%時(shí)的時(shí)間,那么硅膠封裝的UV LED的壽命要遠短于玻璃封裝的UV LED。


            (4)氣密性


            UV LED器件的氣密性高低受制于封裝材料的透濕透氧率和封裝工藝水平等。封裝材料的透濕透氧率高,器件的氣密性就差,外界環(huán)境中的有害物質(zhì)就容易透過(guò)封裝材料侵入器件內部而導致器件失效。器件的氣密性差會(huì )引發(fā)各種可靠性問(wèn)題,例如芯片腐蝕和鍍銀層硫化發(fā)黑等。


            有機封裝材料的透氧透濕率比玻璃高,例如,甲基硅膠的透氧率通常為20000~30000 cm3/(m2×24H×atm),苯基硅膠一般為300~3000 cm3/(m2×24H×atm),一般氣體和水都可滲透進(jìn)有機硅膠內部。而玻璃是一種高致密的無(wú)機物,其分子間間隙比水還小,所以一般氣體和水都無(wú)法透過(guò)玻璃。因此,玻璃比有機硅膠更容易實(shí)現氣密性封裝。


            (5)電性能


            有機材料例如有機硅膠通常會(huì )含有一定量的Na+、K+和Cl-等離子,而且有機材料在使用時(shí)或多或少都會(huì )有小分子物質(zhì)的釋出。有機材料涂覆于芯片表面,有機材料內部的離子或釋出的小分子物質(zhì)過(guò)多都會(huì )對芯片的電性能造成一定程度的損害,例如芯片反向漏電流的產(chǎn)生及增大。而玻璃不會(huì )出現這種異常。


            綜上所述,無(wú)機材料的各項性能都優(yōu)于有機材料。有機材料常匹配近紫外波段UV LED芯片以用于對性能和可靠性要求較低的場(chǎng)合,而在高溫高濕等惡劣環(huán)境下或其他要求較高的場(chǎng)合應使用無(wú)機材料封裝的UV LED。廣州市鴻利秉一光電科技有限公司開(kāi)發(fā)的全無(wú)機UV LED產(chǎn)品(結構如圖四所示,產(chǎn)品性能如表二所示)采用CMH全無(wú)機封裝技術(shù)(Ceramic陶瓷,Metal金屬,Hard glass/quartz硬質(zhì)玻璃),即以陶瓷作為基板,UV LED芯片放置在陶瓷基板的腔體內,金屬和硬質(zhì)玻璃作為蓋板,將蓋板和基板進(jìn)行焊接,腔體內填充氮氣,就可以形成氣密性封裝(氣密性測試通過(guò)了美國軍標MIL-STD-883)。因其100%采用無(wú)機材料進(jìn)行封裝,完全避免了有機材料性能劣化而造成的可靠性問(wèn)題。與其他UV LED器件相比,基于CMH封裝技術(shù)的全無(wú)機UV LED器件具有熱阻低、壽命長(cháng)、氣密性好和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),適用于印刷行業(yè)的多種場(chǎng)合。



          • LED光源需要關(guān)注的九個(gè)基本性能:


              1、亮度

            亮度不同,價(jià)格不同,用于燈具的應符合雷射等級Ⅰ類(lèi)標準。


              2、抗靜電能力

            抗靜電能力強的,壽命長(cháng),因而價(jià)格高,通??轨o電大于700V的才能用于燈飾,抗靜電能力強的,壽命長(cháng),因而價(jià)格高。


              3、波長(cháng)

            波長(cháng)一致的,顏色一致,如要求顏色一致,則價(jià)格高。沒(méi)有分光分色儀的生產(chǎn)商很難生產(chǎn)色彩純正的產(chǎn)品。


              4、漏電

            電流是單向導電的發(fā)光體,如果有反向電流,則稱(chēng)為漏電,漏電電流大的,壽命短,價(jià)格低。


              5、發(fā)光角度

            用途不同的其發(fā)光角度不一樣,特殊的發(fā)光角度,價(jià)格較高,如全漫射角,價(jià)格較高。


              6、壽命

            不同品質(zhì)的關(guān)鍵是壽命,壽命由光衰決定,光衰小、壽命長(cháng),壽命長(cháng),價(jià)格高。


              7、晶片

            晶片的發(fā)光體為晶片,不同的晶片,價(jià)格差異很大。


              8、晶片大小

            晶片的大小以邊長(cháng)表示,大晶片的品質(zhì)比小晶片的要好。價(jià)格同晶片大小成正比。


              9、膠體

            普通的膠體一般為環(huán)氧樹(shù)脂,加有抗紫外線(xiàn)及防火劑的價(jià)格較貴,高品質(zhì)的戶(hù)外燈飾應抗紫外線(xiàn)及防火。每一種產(chǎn)品都會(huì )有不同的設計,不同的設計適用于不同的用途。燈飾的可靠性設計方面包含:電氣安全、防火安全、適用環(huán)境安全、機械安全、健康安全、安全使用時(shí)間等因素,從電氣安全角度看,應符合相關(guān)的國際、國家標準。


              提供國家產(chǎn)品合格測試,具有國際安全認證(如GS、CE、UL等)及國家產(chǎn)品質(zhì)量合格證的燈飾價(jià)格要高,因為這些產(chǎn)品在安全設計上是可靠的。


              從健康方面,采用無(wú)毒材料設計的產(chǎn)品價(jià)格要高,特別是室內燈飾,千萬(wàn)別貪便宜選用有異味的燈飾,目前僅少數幾家廠(chǎng)家是用無(wú)毒材料生產(chǎn),辨別的方法可以直接用鼻子分別,有臭味的產(chǎn)品比無(wú)臭味的價(jià)格更低很多。類(lèi)似鉛、汞、鎘等毒素需專(zhuān)業(yè)人員分析。從適用環(huán)境安全看,有可靠的防塵防潮設計,材料防火、防紫外線(xiàn)、防低溫開(kāi)裂的產(chǎn)品的價(jià)格高。


          • 靜電:

            COB光源對靜電敏感,所以在使用COB光源時(shí)必須采取有效的防護措施。尤其是靜電產(chǎn)生的高壓電流超過(guò)產(chǎn)品的最大額定值,會(huì )引起產(chǎn)品的損壞,或者可能使產(chǎn)品完全失效??蛻?hù)使用產(chǎn)品時(shí),應采取安全的防止靜電和電涌的對應措施。接地電阻≤10歐。

            使用防靜電手環(huán),防靜電墊子,防靜電工作服和工作鞋,手套和防靜電容器,都是有效的防止靜電和電涌的對應措施,烙鐵點(diǎn)應正確接地。

            焊接:

            使用烙鐵人手焊接:

            推薦使用少于20W的烙鐵,而且烙鐵的溫度必須保持不高于300℃,一次焊接時(shí)間不超過(guò)3秒。

            回流焊:

            (a)按照標準的溫度曲線(xiàn)進(jìn)行設置。

            (b) 在焊接完成,產(chǎn)品的溫度下降到室溫后,小心注意處理產(chǎn)品。

          • ?優(yōu)異的散熱性能

            LED接面溫度在LED壽命與效能表現扮演相當關(guān)鍵的角色,較低的接面溫度由于劣化程度較低,因此壽命較長(cháng),此外,LED在溫度較低時(shí),每單位功率輸入的光輸出也較高。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),COB封裝可讓終端使用者以更少的溫度管理需求或更低的系統成本,得到比傳統離散式元件封裝更好的效能表現。

            可靠度的改善

            熱能累積在愈接近LED 元件的部位,影響LED元件的可靠度愈大,封裝體在高溫(70℃)下運作的劣化情形,由于散熱界面的減少,元件可靠度的維持并無(wú)疑慮。

            更精簡(jiǎn)的光學(xué)設計

            采用COB封裝設計的光源體,相當類(lèi)似于點(diǎn)光源;照明所需要的配光要求,如道路照明的二方向性配光曲線(xiàn)等,都可以針對COB光源體的類(lèi)點(diǎn)光源特性進(jìn)行光學(xué)透鏡設計而達成。

            COB封裝符合LED照明應用期待

            從燈具系統的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,使得燈具可靠度容易掌控,無(wú)須過(guò)多的散熱設計與成本;相對于離散式元件組裝而成的多點(diǎn)式光源,COB封裝具有點(diǎn)光源的特性,更接近人類(lèi)對于照明光源的需求。在正確的系統設計下,COB封裝技術(shù)可以提供更高的系統燈具光輸出,預計未來(lái)將有更多的照明燈具采取此一系統方案。

          • 1.顏色:主要有紅色、綠色、藍色、青色、黃色、白色、琥珀色。

            2.電流:根據功率級的不同,常用的LED電流在20mA-2A不等。

            3.電壓:電壓與顏色有關(guān)系,一般紅、綠、藍的VF在1.8-2.4V之間;白、藍、綠的電壓在3.0-3.6之間。

            4.反向電壓Vrm:LED所允許的最大反向電壓。超過(guò)此值,LED可能被擊穿損壞。需注意的是,有的LED是不允許反向的(如OSRAM),一般Vrm在3-5V之間。

            5.色溫:以絕對溫度K來(lái)表示。eg.夏日正午陽(yáng)光5500K,下午日光4000。

            6.發(fā)光強度:以坎德拉cd來(lái)計。這個(gè)量表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì )聚能力,是對光功率和會(huì )聚能力的一個(gè)共同描述。eg.Ф5的LED的I約為5mcd。

            7.光通量:以流明lm來(lái)計。此量是描述光源的發(fā)光總量的大小,與光功率等價(jià)?,F有的1W的LED光通量可以做到80-130lm。

            8.光照度:以勒克斯lux來(lái)計。即均勻分布在1㎡表面上的光通量。

            9.顯色性:以CRI來(lái)表示。eg.Luxeon冷白為70,中性白為75,暖白為85。

            10.半值角:發(fā)光強度為峰值的一半時(shí)距中心線(xiàn)的2倍角度。根據不同應用,可以分為高指向性、標準型和散射型。eg.XP-C的半值角110°。

            11.壽命:維持到初始光通量70%的時(shí)間,而這個(gè)時(shí)間可以到30.000-100.000小時(shí)。

          • 1.二基色熒光粉轉換

            二基色白光LED是利用藍光LED芯片和YAG熒光粉制成的。一般使用的藍光芯片是InGaN芯片,另外也可以使用A1InGaN芯片。藍光芯片LED配YAG熒光粉方法的優(yōu)點(diǎn)是:結構簡(jiǎn)單,成本較低,制作工藝相對簡(jiǎn)單,而且YAG熒光粉在熒光燈中應用了許多年,工藝比較成熟。其缺點(diǎn)是,藍光LED效率不夠高,到使LED效率較低;熒光粉自身存在能量損耗;熒光粉與封裝材料隨著(zhù)時(shí)間老化,導致色溫漂移和壽命縮短等。

            2.三基色熒光粉轉換

            在較高效率前提下有效提升LED的顯色性。得到三基色白光LED的最常用辦法是,利用紫外光LED激發(fā)一組可被輻射有效的三基色熒光粉。這種類(lèi)型的白光LED具有高顯色性,光色和色溫可調,使用高轉換效率的熒光粉可以提高LED的光效。不過(guò),紫外LED+三基色熒光粉的方法還存在一定的缺陷,比如熒光粉在轉換紫外輻射時(shí)效率較低;粉體混合較為困難;封裝材料在紫外光照射下容易老化,壽命較短等。

            3.多芯片白光LED光源

            將紅、綠、藍三色LED芯片封裝在一起,將它們發(fā)出的光混合在一起,也可以得到白光。這種類(lèi)型的白光LED光源,稱(chēng)為多芯片白光LED光源。與熒光粉轉換白光LED相比,這種類(lèi)型LED的好處是避免了熒光粉在光轉換過(guò)程中的能量損耗,可以得到較高的光效;而且可以分開(kāi)控制不同光色LED的光強,達到全彩變色效果,并可通過(guò)LED的波長(cháng)和強度的選擇得到較好的顯色性。此方法弊端在于,不同光色的LED芯片的半導體材質(zhì)相差很大,量子效率不同,光色隨驅動(dòng)電流和溫度變化不一致,隨時(shí)間的衰減速度也不同。為了保持顏色的穩定性,需要對3種顏色的LED分別加反饋電路進(jìn)行補償和調節,這就使得電路過(guò)于復雜。另外,散熱也是困擾多芯片白光LED光源的主要問(wèn)題。

          • LED光源就是發(fā)光二極管(LED)為發(fā)光體的光源。發(fā)光二極管發(fā)明于20世紀60年代,在隨后的數十年中,其基本用途是作為收錄機等電子設備的指示燈。這種燈泡具有效率高、壽命長(cháng)的特點(diǎn),可連續使用10萬(wàn)小時(shí),比普通白熾燈泡長(cháng)100倍。

          • 1.電壓:LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據產(chǎn)品不同而異,所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源,特別適用于公共場(chǎng)所。

            2.效能:LED消耗能量較同光效的白熾燈減少80%。

            3.適用性:LED很小,每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,并且適合于易變的環(huán)境。

            4.穩定性:LED可使用10萬(wàn)小時(shí),光衰為初始的50%。

            5.響應時(shí)間:其白熾燈的響應時(shí)間為毫秒級,LED燈的響應時(shí)間為納秒級。

            6.驅動(dòng):LED使用低壓直流電即可驅動(dòng),具有負載小、干擾弱的優(yōu)點(diǎn),對使用環(huán)境要求較低。

            7.顯色性高:LED的顯色性高,不會(huì )對人的眼睛造成傷害。

          • COB光源是指芯片直接在整個(gè)基板上進(jìn)行邦定封裝,即在里基板上把N個(gè)芯片繼承集成在一起進(jìn)行封裝。主要用來(lái)解決小功率芯片制造大功率LED燈問(wèn)題,可以分散芯片散熱,提高光效,同時(shí)改善LED燈的眩光效應。COB光通量密度高,眩光少光柔和,發(fā)出來(lái)的是一個(gè)均勻分布的光面。

            COB光源是在LED芯片直接貼在高反光率的鏡面金屬基板上的高光效集成面光源技術(shù),此技術(shù)剔除了支架概念,無(wú)電鍍、無(wú)回流焊、無(wú)貼片工序,因此工序減少近三分之一,成本也節約了三分之一。

            COB光源可以簡(jiǎn)單理解為高功率集成面光源,可以根據產(chǎn)品外形結構設計光源的出光面積和外形尺寸。

          • 1、散光光源,無(wú)刺眼炫光。

            顆粒LED光源功率越大光線(xiàn)越刺眼,不適合小孩家庭使用,但LED面光源 生產(chǎn)工藝解決了led發(fā)光的眩光問(wèn)題,使用范圍更廣,更安全。

            2、高導熱,低光衰,長(cháng)壽命。

            一帶二代led封裝技術(shù)散熱設計不良,led二次焊接后即使用大量散熱器也無(wú)法快速導出熱量,導致成品led燈具光衰極快。 led面光源采用cob工藝生產(chǎn),摒棄了草帽管和貼片燈珠的金屬支架封裝模式,直接將芯片貼裝在導熱性能極佳的金屬基板上,散熱效率比燈珠式led光源提高幾十倍,大幅度降低了led光源的光衰,有效保證了led燈具的使用壽命。

            3、出光均勻,無(wú)色斑。

            單顆大功率LED光源大多使用透鏡改善光效,即增加成本又使光視角變小;而使用多顆led燈珠的燈具會(huì )出現出光不均勻以及鬼影現象。led面光源是整面封裝,先進(jìn)的工藝完美的解決了led燈珠色光不均的問(wèn)題,整面出光,光照均勻光效好,是未來(lái)室內照明用節能光源的不二之選。

            4、性能穩定,組裝簡(jiǎn)易,應用方便。

            顆粒式led燈珠組合成一盞燈具需要二次焊接再組裝整燈,成本高,故障 多,無(wú)形中大幅增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本;led面光源整體封裝成型,實(shí)現了led照明燈具光源的模塊化生產(chǎn),用戶(hù)無(wú)需二次加工即可使用,使用簡(jiǎn)單,可直接應用于整燈生產(chǎn),適合廣泛推廣。

            5、發(fā)光無(wú)頻閃,無(wú)紫外線(xiàn)波段,綠色環(huán)保,更符合節能環(huán)保需求。

          • ?

            1、烙鐵焊接:烙鐵(最高30W)尖端溫度不超過(guò)300℃;焊接時(shí)間不超過(guò)3秒;焊接位置至少離膠體4毫米。

            2、浸焊:浸焊最高溫度260℃;浸焊時(shí)間不超過(guò)5秒;浸焊位置至少離膠體4毫米。


          • 一、LED尺寸大?。?603、0805、1210、5050是指LED燈帶上使用的發(fā)光元件----LED的尺寸大小(英制/公制),下面是這些規格的詳細介紹:

            0603:換算為公制是1005,即表示LED元件的長(cháng)度是1.0mm,寬度是0.5mm。行業(yè)簡(jiǎn)稱(chēng)1005,英制叫法是0603.

            0805:換算為公制是2125,即表示LED元件的長(cháng)度是2.0mm,寬度是1.25mm.行業(yè)簡(jiǎn)稱(chēng)2125,英制叫法是0805.

            1210:換算為公制是3528,即表示LED元件的長(cháng)度是3.5mm,寬度是2.8mm。行業(yè)簡(jiǎn)稱(chēng)3528,英制叫法是1210.

            5050:這是公制叫法,即表示LED元件的長(cháng)度是5.0mm,寬度是5.0mm。行業(yè)簡(jiǎn)稱(chēng)5050.

            LED燈數:15燈、30燈、60燈是指LED燈帶每米長(cháng)度上焊接了多少顆LED元件,一般來(lái)說(shuō)1210規格燈帶是每米60顆LED,5050規格燈帶是每米30顆LED,特殊的有每米60顆LED。不同LED數量的LED燈帶價(jià)格是不同的,這也是區分LED燈帶價(jià)格的一個(gè)重要因素。

            發(fā)光強度,常用單位是mcd,即毫坎德拉。數值越高,說(shuō)明發(fā)光強度越大,也就是越亮。這是評定LED燈帶亮度的重要指標,亮度要求越高的燈帶價(jià)格越貴。這是因為高亮度的LED芯片價(jià)格偏貴,并且亮度越高,封裝難度越大。

            SMD元件的發(fā)光角度都是120度。發(fā)光角度越大,起散光效果越好,但相對的,其發(fā)光的亮度也就相應減小了。發(fā)光角度小,光的強度是上去了,但照射的范圍又會(huì )縮小。因此,評定LED燈帶的另一個(gè)重要指標就是發(fā)光角度?,F在市面上有一些不良廠(chǎng)家,為了提高發(fā)光的亮度以賺取更高的利潤,故意把發(fā)光角度減小,稍有不慎,就會(huì )買(mǎi)到這樣的以次充好的元件。

            LED燈帶的輸入電壓,一般常用的規格是直流12V,也有的是24V。



          • 1、最好用“純”直流電源供電

            一些供應商生產(chǎn)的LED產(chǎn)品通過(guò)“阻容降壓”的方法給LED供電,這種方法會(huì )給LED產(chǎn)品的壽命造成影響。最好是用開(kāi)關(guān)電源,這樣不僅使LED電源“紋波系數”減小,還能使電壓更加穩定。

            2、做好靜電防護

            加工生產(chǎn)的時(shí)候LED要采取一定的防靜電方法,比如:工作臺要和地面接觸,工人都要穿上防靜電服裝,帶上防靜電環(huán),還有防靜電手套也要帶上,條件好的還可以安裝防靜電離子風(fēng)機,期間還要保證車(chē)間的濕度在65%左右,這樣就能避免空氣太過(guò)干燥產(chǎn)生靜電,與其他顏色LED一比較綠色和藍色的容易被靜電給破壞。還有LED的質(zhì)量關(guān)系到他的抗電能力,質(zhì)量好的LED抗靜電能力要好一些。

            3、溫度會(huì )影響LED的內阻

            LED額定電流大概是20mA,溫度升高的時(shí)候,它的內阻就會(huì )變小。如果用穩壓的方法供電的話(huà)會(huì )造成LED電流升高的現象,而電流超過(guò)20mA的時(shí)候,LED的壽命就會(huì )受到影響,情況嚴重的話(huà)LED直接燒壞。所以最好選用恒流源供電,這樣可以確保LED的電流不會(huì )因為溫度的變化而變化。


          • 1、生產(chǎn)時(shí)一定要戴防靜電手套,防靜電手腕,電烙鐵一定要接地,嚴禁徒手觸摸白光LED的兩只引線(xiàn)腳。因為白光LED的防靜電為100V,而在工作臺上工作濕度為60%-90%時(shí)人體的靜電會(huì )損壞發(fā)光二極管的結晶層,工作一段時(shí)間后(如10小時(shí))二極管就會(huì )失效(不亮),嚴重時(shí)會(huì )立即失效。

            2、焊接溫度為260℃,3秒。溫度過(guò)高,時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )燒壞芯片。為了更好地保護LED,LED膠體與PC板應保持2mm以上的間距,以使焊接熱量在引腳中散除。

            3、LED的正常工作電流為20mA,電壓的微小波動(dòng)(如0.1V)都將引起電流的大幅度波動(dòng)(10%-15%)。因此,在電路設計時(shí)應根據LED的壓降配對不同的限流電阻,以保證LED處于最佳工作狀態(tài)。電流過(guò)大,LED會(huì )縮短壽命,電流過(guò)小,達不到所需光強。

            一般在批量供貨時(shí)會(huì )將LED分光分色,即同一包產(chǎn)品里的LED光強、電壓、光色都是一致的,并在分光色表上注明。

          • 關(guān)于LED漏電的問(wèn)題,很多人都遇到過(guò)。有的是在生產(chǎn)檢測時(shí)就發(fā)現,有得是在客戶(hù)使用時(shí)發(fā)現。漏電出現的時(shí)機也各有不同。有些是在LED封裝完 成后的測試時(shí)就有,有些是在倉庫放置一段時(shí)間后出現,有些是在老化一段時(shí)間后出現,有些是在客戶(hù)焊接后出現,有些是在客戶(hù)使用一段時(shí)間后出現。

            對LED漏電問(wèn)題的具體發(fā)生原因,一直困擾著(zhù)封裝廠(chǎng)的工程師。不少人認為L(cháng)ED漏電的原因不外如下——

            靜電損壞、晶片本身漏電、銀膠問(wèn)題、打線(xiàn)偏焊、運輸過(guò)程靜電擊穿漏電、封裝時(shí)機臺調試不當或封裝后認為造成成品漏電。

            縱觀(guān)網(wǎng)上的結論,絕多數人將LED漏電原因歸結于靜電損壞。他們提出的解決措施不外乎強調防靜電措施。這讓封裝廠(chǎng)和使用者都很為難。因為即使他 們做好的防靜電措施,LED漏電現象依然會(huì )有存在。那么,LED漏電原因到底是什么呢?在目前,LED漏電原因最可能是以下幾點(diǎn)(按可能性大小 排序):

            1、芯片收到玷污(最主要、最高發(fā)問(wèn)題)

            2、銀膠過(guò)高

            3、打線(xiàn)偏焊

            4、應力

            5、使用不當

            6、晶片本身漏電

            7、工藝不當使得芯片開(kāi)裂

            8、靜電

            9、其它原因

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