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LED灯丝灯创新技术新析

作者:颜重光时间:2015-06-08来源:电子产品世界
编者按:本文论述和分析LED灯丝与LED灯丝灯的设计、制造关键技术。LED灯丝的设计要点,如何防止蓝光泄出,灯丝的自动点焊系统,灯泡的自动排气封口系统,LED灯丝灯的基本技术要求。

摘要:本文论述和分析灯的设计、制造关键技术。的设计要点,如何防止,灯丝的自动点焊系统,灯泡的自动排气封口系统,LED灯丝灯的基本技术要求。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/274742.htm

  LED灯丝灯因具有360°全发光、无频闪、无、不发烫、长寿命、缓衰减等特性广受关注。2013年,广州国际照明LED展览会(光亚展)只有2家参展商展示LED灯丝灯,2014年有50多家LED照明企业展示各种各样的LED灯丝灯;2014年10月底结束的香港HKTDC的国际LED灯展有将近200家企业展示LED灯丝灯,2015年春,全国设计生产灯丝灯企业已达600多家。LED灯丝灯三年来,源自市场需求的热度快速升温,国际市场对技术创新的LED灯丝灯迅速认可,市场需求量成倍增加。由于进入生产LED灯丝灯的技术门槛不高,目前生产LED灯丝灯的企业如雨后春笋涌现,鱼龙混杂导致LED灯丝灯的质量参差不齐,LED灯丝和LED灯丝灯做得容易但要做好很难!

  LED灯丝灯以其细长的LED灯丝发光时酷似传统的白炽灯而赢得怀旧的人们喜爱和追捧。LED灯丝灯的发光亮度、效率和形状等同于普通的白炽灯,人们在使用中找回即将失去的、已经习惯的白炽灯光照环境。

1 LED灯丝灯采用s创新技术

  LED灯丝灯采用高电压、小电流的s创新技术,灯丝灯在点亮工作时只赋予10-15mA的小电流驱动即可发光,与传统的低电压、大电流的LED灯泡300-700mA驱动电流相比,同样单位面积的LED管芯瞬时发热量大大减小,用s技术设计的照明光源可以做到亮而不烫。传统5W的LED球泡点亮时的灯头瓶颈温度可达75-95℃,而同功率的LED灯丝灯,点亮8小时后,A60玻璃泡的温度在36℃以下。LED灯丝灯可以实现真正的安全使用。电子产品的降额使用设计技术是延长电子产品寿命的有效手段。

  目前技术设计、生产的4W LED灯丝灯流明数可达400LM-520LM,相当于40W-50W的白炽灯亮度,光效可达100-130 LM/W。

  LED灯丝灯产品囿于A60球泡灯和C35蜡烛泡、拉尾泡,它们内部的空间都很小,需靠有限容量的特种气体和玻璃泡导热、散热,目前框架结构和玻璃泡的空间只适宜做5W以下的小功率灯泡,才能保证LED灯丝灯长时间点亮发光而不发烫。其产品如图1所示。如要增加功率需要选用有更大空间的A80、A100的玻璃泡。

2 LED灯丝设计的关键技术

  LED灯丝灯的关键技术有:LED灯丝设计制造技术、灯丝灯玻璃泡封排技术、无频闪恒流驱动电源技术。这些关键的设计、制造技术都是灯丝灯制造厂商所必须关注和具有的。

  LED灯丝设计的关键技术涉及以下几点:

  ● 灯丝形状设计(又细又长);

  ● 灯丝工作电压设计(考虑整灯系统效率);

  ● 灯丝工作电流设计(A60 4W整灯点亮8小时玻璃泡不烫);

  ● LED芯片的面积与功率(小面积、小功率);

  ● LED芯片发光角度(无背镀芯片才能实现360度发光);

  ● 灯丝的工作状态设计( HVLEDs ,VF高压,小电流、全串);

  ● 衬底材料(透明而有刚度,如蓝宝石、透明陶瓷、玻璃);

  ● 色温调节(黄磷荧光粉 + 红粉);

  ● (黄磷荧光粉全部裹覆);

  ● 引脚设计(杜绝锡焊,引脚采用咬合技术);

  ● 符合玻璃泡封排的技术需要(适合瞬间高温)。

  LED灯丝是灯丝灯的核心技术之一,LED灯丝的技术参数和品质,涉及LED灯丝灯的亮度、色温、显指和使用寿命、冷热态流明比。

  LED灯丝制造技术目前有传统封装用的“固晶技术”和刚兴起的“覆晶技术”。固晶技术需要打金线,覆晶技术即使用倒装LED芯片,如同普通电子元器件那样贴片,过回流焊即可。生产工艺不同,生产成本不同。本文以固晶技术为例。

3 蓝光泄出

  LED照明光源和灯具是不允许有蓝光泄出。蓝光有害人类的眼睛健康,特别有害于儿童的视网膜。因此,保证LED光源和灯具没有蓝光泄出是每一位有良心的企业家和工程师的责任和担当;杜绝LED光源和灯具蓝光泄出,也是产品质量的基本保证。

  LED灯丝的剖面如图2所示,1是蓝宝石基条,2是无背镀蓝色LED芯片,5是金线,6是黄磷荧光粉,从图2可见黄磷荧光粉已将整个蓝宝石基条涂覆包裹,LED的蓝光不会泄出。

  如果LED灯丝只在上下二面涂覆黄磷荧光粉,那么左右两侧切面一定会有蓝光泄出的。有些灯丝在生产时是联排涂覆黄磷荧光粉后再将基条用激光切开的,透明基条两侧没有涂覆黄磷荧光粉,蓝光会循此透明基条边缘泄出,如图3所示。这种不合理的生产工艺需要改正。

  有蓝光泄出的LED灯丝在常态下,很容易用肉眼观察和鉴别的,如图4所示LED灯丝,蓝宝石基条的上下两面都已覆盖黄磷荧光粉,而其两侧可见蓝宝石基条,LED灯丝点亮时,蓝光会循此泄出,可用光学仪器检测。

4 采用咬合技术的引脚

  鉴于LED灯丝灯的玻璃泡封排的工艺具有二次瞬间的高温(800-1000 ℃)过程(图5),LED灯丝的引脚不能采用锡焊,必须采用咬合技术的引脚,这样才能保证在玻璃泡封泡过程中的良率。

  焊锡是由锡(熔点232℃)和铅(熔点327℃)组成的合金。由63%锡和37%铅组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183℃。因此点焊在灯丝灯芯柱上的LED灯丝在封装过程中遭遇瞬间高温环境,焊锡会发生二次熔化,造成焊点的虚脱和假焊,灯丝灯在封排成灯后可能会被正常点亮,但在发货的运输震动后,虚焊脱开,到客户端可能会不亮。咬合技术引脚是采用特殊的引脚设计,引脚与透明基条的结合,不是靠银浆树脂或锡焊连接,而是采用物理的三面夹住的紧压连接,不受高温的影响,生产实践证明是目前最科学有效的连接办法。

  采用咬合技术引脚的LED灯丝在玻璃泡封排的工艺过程中就不可能发生因高温LED灯丝引脚虚焊的情况。图6是采用咬合技术引脚的LED灯丝,黄磷荧光粉已将其全体裹覆,这是品质良好的LED灯丝基本要求。


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