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极光光电LED光衰问题

:2018-01-12    :333

   LED光衰的问题,需要从LED散热技 术的根本来解决。目前中国LED路灯成长率高于各国,据统计预测2013年仍将 雄踞全球市场第一。去年中 国科技部定案的“十城万盏”半导体 照明应用工程试点政策,虽说是 透过中央政策创造出市场需求的经济发展典范,但是就 厂商实际接案的第一线响应却不如预期。

  政策与市场的落差,除了LED标准尚 未全然规范可供厂商遵循外,另一个 潜伏的技术问题就是“LED路灯严重光衰”,导致安装不到一年的LED路灯无 法通过使用单位认证验收。前述的LED标准规 范统一制定问题,已有可 能在近期内拟订定案,至于“LED路灯严重光衰”就需要从LED散热技 术的根本来解决。

  LED路灯光 衰竭的成因探讨

  温度其实就是LED路灯光衰的关键问题,偏偏LED路灯就卡在这个环节。LED路灯由 于发光功率大于家用灯具,因此厂 商在散热基板鳍片、散热模 块的设计上费尽苦心,组装完 毕需在灯具散热模块外面,加烤漆 保护以防气候侵蚀。不料这 个外部保护的喷漆却把散热模块的热度又封了回去,造成散热不良导致LED磊晶光衰。

  LED磊晶发 光热能属于小范围的集中热能,在高功 率路灯的应用时,电力输入功率也大,LED的接口温度相当的高,在路灯 长时间持续工作下,散热模 块如不能有效散热,就会影响LED使用寿命及发光表现,像目前的LED路灯严 重光衰就是这些因素所造成。LED路灯是在户外使用,有环境 气候的干扰因素,所以多半的厂商是将LED路灯散 热器外壳以阳极处理保护,或是加喷烤漆,以避免 酸碱物质的侵蚀。

  阳极处理的寿命不长,时日稍 久还是会氧化变色,如果要拆下重工,不但耗 时耗工也会增加维护成本;烤漆保护成本较低,保护的功效也好,但是一 般烤漆没有散热功能,漆体本 身会形成阻隔作用,等于是加大LED路灯散热器的热阻抗,不但没有帮助,反而因 为把热能封锁在散热器内,让LED发光功率降低,最后就导致严重光衰。以上一直在LED灯具业界存在的严重困扰,几乎是目前公共工程LED路灯无 法顺利通过采购单位验收的主因。

  LED路灯光 衰竭的解决建议

  要解决这些既存问题,建议路 灯厂商从基本材料上着手,从根本 由内而外的解决高功率LED热源问题。举例来 说在发光组件与铝基板的黏合时,导热胶 就扮演关键角色,有些厂 商以为导热胶膜或导热胶垫的导热系数要好,膜厚要越厚越好,却没想热阻问题。导热系数再好,碰到膜 厚的热阻也没用。其实封 装所使用的胶水也非常的关键,好的封 装硅胶就会对光衰造成影响,点胶用的硅胶,封装用 的环氧树脂胶水

  更何况 导热胶膜或软质导热垫片,并不能 真正的与基板密合,贴合面 其实存在着许多孔隙。这些孔 隙在电子显微镜下观看,就像是空洞的气穴,也就是 另一种形式的热阻质。在这么 多干扰热传导的热阻存在之下,散热导 热的效率无形中就被降低了。

  热阻要 低要用对导热胶,推荐网 印施工的软陶瓷导热胶。网印施 工的软陶瓷导热胶不同于传统的贴合式导热胶膜,软陶瓷 导热胶是软质半液态,在网印 机刮刀涂布于铝基板时,导热粒 子会渗入基板表面的孔隙并予填补到满。这样就 会形成一个完全平整没有孔隙的平面,与LED磊晶载 板黏合时会完全的密合。

  这样一 来就把热阻减少到最低程度,热度就 能迅速的被传导出去,自然就降低了LED晶粒的环境温度,也延长 磊晶的寿命以及大幅延缓光衰的发生。此外由 于网印施工的软陶瓷导热漆具有延展性,在高温烘烤或回焊时,会随着 铝基板的热胀冷缩一起变化,应力非常小,不会造成铝基板弯翘,更不会爆板。

  在LED灯具的外 部保护推荐采用LED灯具软陶瓷散热漆。这种喷 涂式软陶瓷散热漆可直接喷涂于LED灯具外部,施工操作简便,可适应 各种形状的散热结构,也可调整成不同色彩,因应景观设计的需求。喷涂式 散热漆内的软陶瓷粒子,是经过奈米化处理,粒子细 微不仅易于喷枪操作,也让同 一涂布面积上的导热粒子又多又密集,让温度 挥发透散的面积也变大,让LED灯具的 热能迅速的传导出去。

  软陶瓷 散热漆属于热固型材料,符合RoHS环保安全规范,施工程 序简便也无需任何特殊机具,经过烘烤后热固,可长时间承受LED的高温 不会有质变问题。在户外使用的LED路灯、景观灯、或是LED广告广告牌、也都会面临风吹雨打、酸雨鸟粪、空气粉尘、黑烟排放hELlip;等等的酸碱侵害。所以这 种喷涂式软陶瓷散热漆一定要具备抗酸碱的特性,目前的 抗酸碱值幅度在PH3~11,可以有效保护LED户外灯 具外观不被侵蚀。

  LED灯具的 成本结构随着封装技术、载板设计、散热模 块结构的精进发展,质量不断的提升,成本也 随着技术发展及市场需求而下降。但是投 入在材料改进的厂商还不多,这主要 是跟台湾工商发展的历程与习性相关。台湾厂 商长于制程与设计,在材料 基础研发上着墨较少。所以在 解决技术问题或降低成本等议题上,比较偏 向采购思维或是生管思维。但是美 日厂商在第一时间点,会从应 用材料上去思考,从创新 的角度去降低成本,提升质量及增加获利。




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