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市場(chǎng)上常見的2835、3030、3535led顆粒光效是多少?

發(fā)布時(shí)間:

2025-07-03 10:01


市場(chǎng)上常見的 2835、3030、3535 LED 顆粒光效如下:

2835 LED 顆粒:光效通常可達(dá) 100-120lm/W,優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的光效可達(dá)到 160lm/W 以上。
3030 LED 顆粒:光效一般在 100lm/W 以上,較高能達(dá)到 120-160lm/W,具體數(shù)值依賴于不同的驅(qū)動(dòng)電流和環(huán)境條件。
3535 LED 顆粒:光效一般在 90-100lm/W,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,部分產(chǎn)品可達(dá)到更高光效。
2835、3030、3535led顆粒的光效受哪些因素影響?

2835、3030、3535 LED顆粒的光效(單位:lm/W,即每瓦電能產(chǎn)生的流明數(shù))受多種因素綜合影響,這些因素貫穿芯片制造、封裝工藝、使用環(huán)境等全生命周期,具體可分為以下幾類:

一、芯片本身的性能(核心影響因素) 芯片是LED發(fā)光的源頭,其固有特性直接決定光效上限: -

芯片材料與結(jié)構(gòu): - 量子阱(MQW)的材料配比(如InGaN/GaN)、阱寬和勢(shì)壘厚度會(huì)影響電子-空穴復(fù)合效率,復(fù)合效率越高,光效越高。 - 襯底類型(藍(lán)寶石、SiC、硅襯底)影響光提取效率:例如,SiC襯底導(dǎo)熱性更好,可減少高溫導(dǎo)致的光效衰減;圖形化藍(lán)寶石襯底(PSS)能減少光的全反射,提升出光率。 - 芯片尺寸:在相同功率下,更大尺寸的芯片(如3535比2835芯片更大)散熱壓力更小,光效更穩(wěn)定。 -

芯片發(fā)光波長(zhǎng): 藍(lán)光芯片的波長(zhǎng)(通常450-460nm)需與熒光粉的激發(fā)光譜匹配,匹配度越高,熒光粉轉(zhuǎn)換效率越高,光效損失越少。例如,若藍(lán)光波長(zhǎng)偏離熒光粉最佳激發(fā)波長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致部分藍(lán)光無(wú)法被有效轉(zhuǎn)換為白光,浪費(fèi)能量。

二、封裝工藝與材料(光效損失的關(guān)鍵環(huán)節(jié)) 封裝過(guò)程中,光的提取、轉(zhuǎn)換和傳輸損耗是影響光效的重要因素:

-熒光粉性能與配: - 熒光粉的量子效率(吸收藍(lán)光后轉(zhuǎn)換為可見光的比例)直接影響光效,優(yōu)質(zhì)氮化物熒光粉(如YAG:Ce³?)量子效率可達(dá)90%以上,而劣質(zhì)硅酸鹽熒光粉可能低于70%。 - 熒光粉涂層的均勻性:若涂層過(guò)厚或分布不均,會(huì)導(dǎo)致“自吸收”(熒光粉吸收自身發(fā)出的光)或藍(lán)光泄漏,降低光效。

-封裝膠與透鏡: - 封裝膠的透光率:硅膠透光率(95%以上)高于環(huán)氧樹脂(85%-90%),且耐溫性更好,可減少長(zhǎng)期使用后的黃變導(dǎo)致的光效下降。 - 透鏡設(shè)計(jì):透鏡的折射率、形狀(如凸面、菲涅爾透鏡)影響光的折射和散射,優(yōu)化設(shè)計(jì)可減少光在封裝體內(nèi)的反射損耗。

- 支架與固晶工: - 支架材料的反光率:銀鍍層支架反光率(90%以上)高于鋁支架(80%左右),能反射芯片側(cè)面發(fā)出的光,提升出光率。 - 固晶質(zhì)量:芯片與支架的貼合度(如使用高導(dǎo)熱銀膠)影響散熱,若貼合不良導(dǎo)致熱阻過(guò)高,會(huì)間接降低光效。 ### 三、工作條件與環(huán)境(光效的動(dòng)態(tài)影響因素) LED的實(shí)際工作狀態(tài)會(huì)顯著改變光效,尤其是溫度和電流: -

結(jié)溫(芯片核心溫度): 光效隨結(jié)溫升高而顯著下降(通常結(jié)溫每升高10℃,光效下降2%-5%)。原因包括: - 高溫導(dǎo)致量子阱中電子-空穴非輻射復(fù)合增加(能量轉(zhuǎn)化為熱能而非光能); - 熒光粉在高溫下量子效率下降,且發(fā)光波長(zhǎng)紅移,與芯片藍(lán)光的匹配度降低。 不同型號(hào)對(duì)溫度的敏感度略有差異:3030、3535因功率較高(通常1-3W),若散熱不良,結(jié)溫升高更明顯,光效衰減比2835(0.2-0.5W)更嚴(yán)重。 - **驅(qū)動(dòng)電流**: - 在額定電流范圍內(nèi)(2835通常20-60mA,3030/3535通常150-300mA),光效隨電流升高略有下降(因結(jié)溫上升); - 超過(guò)額定電流后,光效急劇下降:電流過(guò)大導(dǎo)致結(jié)溫驟升,同時(shí)芯片電阻損耗增加(焦耳熱),電能轉(zhuǎn)化為光能的比例大幅降低。

- 工作電壓**: 芯片正向電壓(Vf)越高,相同電流下的功耗(P=Vf×I)越大,光效(lm/W)越低。優(yōu)質(zhì)芯片的Vf偏差小(如2835的Vf通常3.0-3.4V),劣質(zhì)芯片可能超過(guò)3.6V,導(dǎo)致光效下降10%以上。 ### 四、驅(qū)動(dòng)電源與電路設(shè)計(jì)(間接影響因素) 驅(qū)動(dòng)電路的效率和穩(wěn)定性會(huì)影響LED實(shí)際輸入的有效電能: - **驅(qū)動(dòng)電源效率**: 驅(qū)動(dòng)電源將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的效率(如90% vs 80%)直接影響系統(tǒng)光效。例如,若電源效率低,更多電能轉(zhuǎn)化為熱能而非驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光,導(dǎo)致整體光效下降。 -

電流穩(wěn)定性: 恒流驅(qū)動(dòng)的精度越高(如電流波動(dòng)<±3%),LED工作狀態(tài)越穩(wěn)定,光效衰減越慢;若電流波動(dòng)大,會(huì)導(dǎo)致芯片結(jié)溫頻繁變化,加速光效衰減。 ### 不同型號(hào)的差異影響 - **2835**(小功率,多用于室內(nèi)照明):因功率低、散熱壓力小,光效主要受芯片量子效率和熒光粉轉(zhuǎn)換效率影響;

- 3030/3535(中大功率,多用于戶外、工業(yè)照明):因驅(qū)動(dòng)電流大,結(jié)溫對(duì)光效的影響更顯著,故散熱設(shè)計(jì)(支架、固晶工藝)和驅(qū)動(dòng)電流匹配是關(guān)鍵。 綜上,LED顆粒的光效是芯片性能、封裝工藝、使用條件等多因素共同作用的結(jié)果,優(yōu)化時(shí)需針對(duì)不同型號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)景,重點(diǎn)解決核心限制因素(如小功率側(cè)重光提取,大功率側(cè)重散熱)。

如何提高2835、3030、3535led顆粒的光效?
### 一、芯片層面:提升核心發(fā)光效率
芯片是LED發(fā)光的核心,其性能直接決定光效上限,主要優(yōu)化方向包括:
- 優(yōu)化芯片結(jié)構(gòu):  
  采用更先進(jìn)

倒裝芯片(Flip-Chip)技術(shù),減少金線 bonding 帶來(lái)的光吸收和電阻損耗;通過(guò)**多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)優(yōu)化**(如調(diào)整阱寬、勢(shì)壘材料),提高電子-空穴復(fù)合效率,減少非輻射復(fù)合損耗。
- 改進(jìn)襯底與外延技:  
  使用**藍(lán)寶石襯底圖形化(PSS)** 或**硅襯底、碳化硅(SiC)襯底**,減少光在襯底中的全反射,提升光提取效率;通過(guò)外延生長(zhǎng)工藝控制(如降低位錯(cuò)密度),減少晶體缺陷導(dǎo)致的發(fā)光損耗。
- **提高芯片發(fā)光波長(zhǎng)匹配度**:  
  針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景(如照明、背光),優(yōu)化芯片的藍(lán)光波長(zhǎng)(通常450-460nm)與熒光粉激發(fā)光譜的匹配度,減少光譜能量浪費(fèi)。


 二、封裝材料:減少光損耗與提升轉(zhuǎn)換效率
封裝材料的性能直接影響光的提取和傳輸,關(guān)鍵優(yōu)化點(diǎn)包括:
- 熒光粉選型與配比優(yōu)化:  
  選高量子效率的熒光粉(如氮化物熒光粉替代傳統(tǒng)硅酸鹽熒光粉),減少激發(fā)光向可見光轉(zhuǎn)換時(shí)的能量損耗;通過(guò)**熒光粉涂層均勻性控制**(如噴涂、點(diǎn)膠工藝優(yōu)化),避免局部濃度過(guò)高導(dǎo)致的“自吸收”現(xiàn)象。
- 封裝膠與透鏡改進(jìn):  
  使用**高透光率封裝膠**(如硅膠替代環(huán)氧樹脂,透光率提升至95%以上),減少光在膠體中的吸收;設(shè)計(jì)**低折射率差的透鏡結(jié)構(gòu)**(如硅膠透鏡),降低光從芯片到空氣的界面反射損耗(利用菲涅爾定律優(yōu)化入射角)。
- 減少封裝內(nèi)部雜散光:  
  在封裝支架內(nèi)表面采用**高反光材料**(如銀鍍層或鋁反射杯),將散射光重新導(dǎo)出,提升光利用率。


### 三、封裝工藝:提升光提取與一致性
封裝工藝的精細(xì)化可減少生產(chǎn)過(guò)程中的光效損耗,具體措施包括:
- **精密固晶與焊線工藝**:  
  采用高精度固晶設(shè)備,確保芯片與支架貼合緊密,減少熱阻;使用**超細(xì)金線或銅線**(直徑≤20μm),降低引線電阻帶來(lái)的功耗,同時(shí)避免引線遮擋光線。
- **熱壓焊(Thermosonic Bonding)替代傳統(tǒng)焊線**:  
  減少焊點(diǎn)接觸電阻,降低焦耳熱損耗,尤其對(duì)大電流驅(qū)動(dòng)的3030、3535顆粒(常應(yīng)用于工礦燈、汽車燈)效果更顯著。
- **模塊化封裝設(shè)計(jì)**:  
  對(duì)于多芯片集成的封裝(如3535常采用多芯片組合),優(yōu)化芯片排列間距,避免芯片間的光吸收和熱干擾。


### 四、散熱管理:降低溫度對(duì)光效的負(fù)面影響
LED的光效隨結(jié)溫升高顯著下降(通常結(jié)溫每升高10℃,光效下降2%-5%),因此散熱是關(guān)鍵:
- **優(yōu)化封裝支架結(jié)構(gòu)**:  
  采用**高導(dǎo)熱系數(shù)的支架材料**(如銅基支架+鍍鎳層,導(dǎo)熱系數(shù)>300W/(m·K)),或集成散熱鰭片設(shè)計(jì),加快熱量從芯片向外部傳導(dǎo);對(duì)3030、3535等大功率顆粒,可采用**陶瓷支架**(如氧化鋁、氮化鋁),兼顧絕緣性和散熱性。
- **降低熱阻鏈路**:  
  通過(guò)**芯片與支架間的導(dǎo)熱膠(如銀膠、燒結(jié)銀)優(yōu)化**,減少界面熱阻;對(duì)倒裝芯片封裝,采用**直接覆銅(DBC)基板**,縮短散熱路徑。
- **匹配合理的驅(qū)動(dòng)電流**:  
  避免過(guò)度追求高功率而盲目提高驅(qū)動(dòng)電流(如2835顆粒通常驅(qū)動(dòng)電流20-60mA,3030/3535為150-300mA),在額定電流范圍內(nèi)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)方案,減少結(jié)溫升高導(dǎo)致的光效衰減。

 五、驅(qū)動(dòng)與電路配合:減少能量損耗
LED的光效不僅取決于自身性能,還與驅(qū)動(dòng)電路的效率密切相關(guān):
- **采用高效驅(qū)動(dòng)電源**:  
  選擇恒流精度高、轉(zhuǎn)換效率>90%** 的驅(qū)動(dòng)芯片,減少電能向熱能的轉(zhuǎn)化;避免驅(qū)動(dòng)電流波動(dòng)過(guò)大,穩(wěn)定芯片工作狀態(tài)。
- 優(yōu)化電路布局**:  
  減少PCB板上的線路電阻(如加粗銅箔、縮短布線長(zhǎng)度),降低線路損耗,尤其對(duì)多顆粒串聯(lián)的燈具更重要。


 總結(jié)
不同型號(hào)的LED顆粒因應(yīng)用場(chǎng)景不同,優(yōu)化側(cè)重點(diǎn)略有差異:  
2835(多用于室內(nèi)照明、背光,低功率):重點(diǎn)優(yōu)化光提取效率(如封裝材料)和小電流下的發(fā)光穩(wěn)定性;  
3030/3535(多用于戶外照明、工業(yè)燈,中高功率):優(yōu)先強(qiáng)化散熱設(shè)計(jì)和大電流下的光效保持能力(如芯片結(jié)構(gòu)、支架散熱)。  

通過(guò)上述多維度優(yōu)化,主流LED顆粒的光效可從現(xiàn)有水平再提升10%-30%,同時(shí)兼顧壽命和可靠性

3030,2835,3535led燈珠

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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(duì)于它的可見光的光譜范圍又是多少??梢姽夤庾V的波長(zhǎng)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(zhǎng)為565nm。 在可見光的光譜中是沒(méi)有白色光的,因?yàn)榘坠獠皇菃紊?,而是由多種單色光合成的復(fù)合光,正如太陽(yáng)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(gè)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(duì)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(zhǎng)發(fā)光(藍(lán)色光+黃色光)或三波長(zhǎng)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(guó)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(guó)的推廣還有一個(gè)過(guò)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(huì)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(jiǎn)單的發(fā)光二極管,因?yàn)闊糁橄旅嬗袃筛嗡啤澳_”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(diǎn): 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(zhǎng),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(méi)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(huì)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(guò)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(hào): 這類燈珠的型號(hào)有很多,最常用的有2835(PCT)、4014、3528、3014等,每個(gè)型號(hào)數(shù)字的前兩位表示寬“x.x毫米”,后兩位則表示長(zhǎng)“x.x毫米”。比如2835代表寬2.8毫米、長(zhǎng)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(guò)大功率、體積都大一點(diǎn);在細(xì)微結(jié)構(gòu)上,多了一個(gè)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(gè)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(méi)有熒光粉、燈珠呈無(wú)色透明,一般是彩光的。 ? 應(yīng)用領(lǐng)域: 這種燈珠一般會(huì)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(zhǎng)條形和方形,長(zhǎng)條形集成板常用做臺(tái)燈。 ? ? 應(yīng)用領(lǐng)域: 集成封裝型LED燈逐漸應(yīng)用地越來(lái)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)ā⒎聪蚪刂购蛽舸┨匦酝?,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(gè)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(guò)具體的案例來(lái)對(duì)其變色原因進(jìn)行分析。 ????封裝膠原因 ?1??封裝膠中殘留外來(lái)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(gè)黑色異物夾雜在封裝膠內(nèi),用掃描電鏡及能譜儀 (SEM&EDS) 對(duì)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(cè)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(guò)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(cè)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(guò) TGA 測(cè)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(shí)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(shí)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(duì)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?yàn)椴A艄軆?nèi)粘結(jié)固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過(guò)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(jì)選材和制造時(shí)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(wèn)題。 ????熒光粉沉降 燈珠裝配成 LED 燈具后在倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存時(shí),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(duì)其進(jìn)行 I-V 特性測(cè)試,發(fā)現(xiàn)燈珠可以正常點(diǎn)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(cè)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(guò)測(cè)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?yàn)樗褂玫墓杷猁}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(shí)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(duì)異物進(jìn)行元素成分測(cè)試,顯示其主成分為錫 (Sn) 、鉛(Pb)元素,測(cè)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(shí),引腳沾附了多余的錫膏,則在焊接時(shí),熔化的焊料會(huì)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(shí),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(gè)支架的表面明顯地變黑,使用 SEM&EDS 測(cè)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(guò)程中,由于材料自身不純或工藝過(guò)程污染等原因引入硫(S)、氯 (Cl)等腐蝕性元素時(shí),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(diǎn)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(cè)試失效 LED 支架淺表層成分,發(fā)現(xiàn)其中會(huì)有鎳(Ni)元素, 測(cè)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?yàn)樗玫闹Ъ苠儗硬涣迹?老化后銀層疏松產(chǎn)生孔洞、鎳層經(jīng)過(guò)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(lái)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(duì)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(guò)程中,則應(yīng)防止外來(lái)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(guò)程中采取有效的措施來(lái)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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2023.11.15

貼片LED燈珠的焊接方法有多種,下面是其中一種常用的方法,供參考。首先用電烙鐵在燈珠的正、負(fù)極焊盤上燙上一些焊錫(焊錫千萬(wàn)不能多,否則,用熱風(fēng)槍一加熱,正、負(fù)極的焊盤就會(huì)連在一起),然后用熱風(fēng)槍同時(shí)加熱正、負(fù)極焊盤,待錫熔化后,用鑷子將燈珠的正負(fù)極放在對(duì)應(yīng)的焊盤上即可。    該操作要快、要準(zhǔn),否則,熱風(fēng)槍會(huì)把LED的塑封熔化而損壞。    在沒(méi)有熱風(fēng)槍的情況下,按LED燈珠的結(jié)構(gòu)和所用基板的不同也可用不同的焊接方法。貼片LED燈珠引腳有采用半塑封的,即燈珠兩邊外露一小部分引腳,如常用的5730、7020、4014等;也有采用全塑封的,即燈珠的正負(fù)極全部在芯片的底部,如3030等。對(duì)半塑封的燈珠如7020的焊接也比較容易,同樣在焊接前要先在焊盤上燙一點(diǎn)錫(燈珠的引腳不要燙錫),兩邊用鑷子把燈珠的正負(fù)極對(duì)應(yīng)放在焊盤上,用手指或小改錐壓住燈珠,最后用電烙鐵迅速對(duì)外露的電極進(jìn)行加熱,同時(shí)手指適當(dāng)加力往下壓(加熱時(shí),烙鐵不能來(lái)回搓動(dòng),手指的壓力也不要過(guò)大,否則會(huì)損壞燈珠)。      對(duì)于全塑封的燈珠(如3030),若燈條基板為普通的電路板,則先用刀片把燈珠焊盤周圍的漆刮干凈,露出銅線,然后在焊盤上燙少許錫,先焊焊盤大的電極,接著把電烙鐵放在新刮出的銅線上加熱(不能放到焊盤上),待焊盤上的錫熔化后,用鑷子把燈珠的對(duì)應(yīng)極放在焊盤上略加壓即可,最后焊焊盤小的電極。必須先焊焊盤大的電極是因?yàn)樗璧募訜釙r(shí)間長(zhǎng),若后焊此電極,燈珠易過(guò)熱而損壞。      若燈條基板為鋁基板,就不能用上述方法了,因?yàn)橛娩X基板的線路都設(shè)計(jì)得很細(xì)。在焊接這類燈條的燈珠時(shí),可利用熱傳導(dǎo)來(lái)焊接燈珠,對(duì)燈珠正負(fù)極焊盤的背面鋁板同時(shí)加熱,待焊盤上的錫熔化后,把燈珠放在焊盤上略加壓即可。加熱器可從淘寶上購(gòu)買,也可用大功率電烙鐵(不小于100W的)來(lái)代替。      用電烙鐵焊接燈珠時(shí),電烙鐵的外殼必須很好地接地,最好也戴上防靜電手環(huán),以防感應(yīng)電和靜電損壞LED燈珠。另外,烙鐵頭要磨成馬蹄形的,以增大接觸面積,縮短焊接時(shí)間。

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