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如何解决Cob灯珠和LED灯珠的方法灯珠的光色一致性问题

发布时间:

2024-12-10 09:42


    为什么led灯珠容易出现光色不一致的问题呢?因为led灯珠很多时候使用的时候,电流非常小。需求要高亮度,低电流,低功耗,为的是低功耗的多种应用光色一致性更好,要求使用简单,还要寿命长,耐用性好。我们的多颜色灯珠也是如此。所以尽管很多时候电压不一样,但是为了更好在同一个PCB板子上使用,设计的时候,就会考虑选相近颜色电压的灯珠

                                          

 的多颜色灯珠也是如此。所以尽管很多时候电压不一样,但是为了更好在同一个PCB板子上使用,设计的时候,就会考虑选相近颜色电压的灯珠。这里面有个问题,如果是新产品设计,我们可以直接匹配相近电压的灯珠规格,但是,很多加工企业项目来说,终端客户的颜色是动态调整,有些产品可能有3颗灯,有些产品可能是4颗led灯。我们知道,led灯珠的红灯,黄绿灯,黄光,橙光,蓝光,翠绿光,紫光和白光的电压,很多都是不一样。所以,如果不同颜色的灯珠用在一块板上,没有分开的限流电阻,就会出现单颗灯珠抢电压或电压过高,形成死灯。这是其一,其二,不同的led灯珠电压不同,像红光,橙光这些电压一般只有2伏,而蓝光,白光电压一般是3伏,也就是不同电压的led灯,用在一块小灯板上,一方面板子空间有限,另外一方面成本一个因素,如果这个时候不考虑灯珠电压匹配来用,这个时候就容易造成灯珠光色不一致,甚至死灯。死灯,真的是一件很严重的事情,这个严重程度性不亚于光衰。死灯最怕的就是过流过压和发热量大。过压过流造成的死灯是烧芯片,发热量大是容易造成胶体变黄,造成光衰和寿命减短。灯珠教授上周就看到一个客户朋友和助理的聊天,一个客户寻找一款插件3mm 0.06W指示灯,问 : “不同颜色有没有电压接近的产品?”客户是用于充电指示灯用,实际的电流只需要1毫安,但是客户不想调整指示灯限流电阻,要求换不同颜色LED灯,不用换驱动电流,而且亮度有要求。要求1毫安低电流下亮度不能暗,而且要求换完LED指示灯亮度相差不大(人眼视觉)。助理以为客户就是匹配相近电压的灯珠几个,而且还有白光。

                               
    求一个电路板下,一个限流电阻,要求白光,红光和橙光用在一块灯板上。所以,他一直纠结这个方案怎么实现。去年,他换了几家供应商的灯珠,甚至想过重新更换电路板和电路设计了。这位朋友的需求不是个案,很多这样的灯珠应用过程中遇到问题,灯珠供应商都会建议他们直接更换电路设计。但是灯珠项目更换电路,需要终端的确认和验证,很多时候,这个流程会非常复杂,而且时间漫长。看到这,很多小伙伴们会问,这个解决光色一致性的办法到底是什么?
    资深粉丝早就猜到了,对,没错,它就是按需求分光。按需求分光分BIN是解决光色一致性的好方法。灯珠教授自从分享以来,好多人用过了,好多人受益。这个方法先了解灯珠的实际应用,再了解清楚一个产品用几颗,然后明白是恒流还是恒压的电路使用。工业视觉光源为什么对灯珠的一致性要求高啊?因为工业视觉光源的特殊应用。我们的灯珠亮度,和灯珠的封装形式是直插式还是贴片式封装无关,灯珠的亮度和灯珠的波长(色温)和电流、电压相关。一批灯珠如果拥有相同的电流,电压使用,工业视觉光源灯珠的亮度就会非常均匀,柔和度也会非常好。一批灯珠如果电流电压都不一致,那批量点亮肯定也是光色不一致。另外,工业视觉灯珠除了白光还有彩光。前面说过,有了相同电流电压的灯珠,同时点亮要达到光色筛选和均匀补光,都需要要珠供应商提供相应的技术和工艺服务。

led灯珠,COB,黄绿灯

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封装LED灯珠时使用的金线纯度含金量在99.99%以上,用这种材质的金再经拉丝工序生产而成,这种金里面除了含有99.99%的金元素外,还含有1%以下的其它微量元素。LED灯珠封装核心之一的部件是金线,金线是连接发光晶片与焊接点的桥梁,对LED灯珠的使用寿命起着决定性的因素。那么究竟如何鉴别金线的纯度呢? 鉴别LED金线可以用ICP纯度检测法、力学性能检测法、EDS成分检测法来判定LED金线的纯度   使用ICP纯度检测法可以鉴定金线纯度等级,确定添加的合金元素。   1、看LED灯珠金线的外观,首先看金线表面应无超过线径5%的刻痕、凹坑、划伤、裂纹、凸起、打折和其他降低器件使用寿命的缺陷。金线在拉制过程,丝材表面出现的表面缺陷,会导致电流密度加大,使损伤部位易被烧毁,同时抗机械应力的能力降低,造成内引线损伤处断裂。其次看金线表面应无油污、锈蚀、尘埃及其他粘附物,这些会降低金线与LED灯珠芯片之间、金线与支架之间的键合强度。   2、LED灯珠专用金线与不合格金线之间是有直径偏差的,1克金,可以拉制出长度26.37m、直径50μm(2 mil)的金线,也可以拉制长度105.49m、直径25μm(1 mil)的金线。打金线长度都是固定的,如果来料金线的直径为原来的一半,那么对打的金线所测电阻为正常的四分之一。而这对于金线供应商来说金线直径越细,成本越低,在售价不变的情况下,利润就会越高。   而对于使用金线的LED灯珠客户来说,采购直径上偷工减料的金线,会存在金线电阻升高,熔断电流降低的风险,会大大降低LED灯珠光源的寿命。1.0mil的金线寿命,必然比1.2mil的金线要短,但是封装厂的简单检测是测试不出来,必须用精密仪器才能检测出金线的直径。   3、LED灯珠专用金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,通过设计合理的合金组分,使金丝具有拉力和键合强度足够高、成球性好、振动断裂率低的优点。键合金丝大部分应为纯度99.99%以上的高纯合金丝,微量元素(Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素)总量保持在0.01以下,以保持金的特性。   使用力学性能检测,即对金线进行拉断负荷加载和延伸率的检测   能承受树脂封装时所产生的冲击的良好金线必须具有规定的拉断负荷和延伸率。同时,金线的破断力和延伸率对引线键合的质量起关键作用,具有高的破断率和延伸率的键合丝更利于键合。   太软的金丝会导致:①拱丝下垂;②球形不稳定;③球颈部容易收缩;④金线易断裂。   太硬的金丝会导致:①将芯片电极或外延打出坑洞;②金球颈部断裂;③形成合金困难;④拱丝弧线控制困难。   使用化学成分检验——EDS成分检测法   鉴定来料种类:金线、银线、金包银合金线、铜线、铝线。金线具有电导率大、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性极好等优点,但金线的价格昂贵,封装成本也过高。

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LED灯珠主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。    LED灯珠支架  1.支架的作用:导电和支撑 2.支架的组成:支架由支架素材经过电镀而形成,由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。 3.支架的种类:带杯支架做聚光型,平头支架做大角度散光型。  LED灯珠银胶  1.银胶的作用:固定晶片和导电。 2.银胶的主要成份:银粉占75-80% 、EPOXY(环氧树脂)占10-15% 、添加剂占5-10% 。 3.银胶的使用:冷藏,使用前需解冻并充分搅拌均匀,因银胶放置长时间后,银粉会沉淀,如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。  LED灯珠晶片  1.晶片的作用:晶片是 LED Lamp 的主要组成物料,是发光的半导体材料。 2.晶片的组成:晶片是采用磷化镓(GaP)  、 镓铝砷(GaAlAs)或砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等材料组成,其内部结构具有单向导电性。 3.晶片的结构:焊单线正极性(P/N结构)晶片,双线晶片。晶片的尺寸单位:mil,晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。其焊垫形状有圆形、方形、十字形等。 4.晶片的发光颜色:晶片的发光颜色取决于波长,常见可见光的分类大致为:暗红色(700nm)、深红色(640-660nm)、红色(615-635nm)、琥珀色(600-610nm)、黄色(580-595nm)、黄绿色(565-575nm)、纯绿色(500-540nm)、蓝色(450-480nm)、紫色(380-430nm) 。 白光和粉红光是一种光的混合效果。最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。 5.晶片的主要技术参数:     a.晶片的伏安特性图;     b.正向电压(VF):施加在晶片两端,使晶片正向导通的电压。此电压与晶片本身和测试电流存在相应的关系。VF过大,会使晶片被击穿。     c.正向电流(IF):晶片在施加一定电压后,所产生的正向导通电流。IF的大小,与正向电压的大小有关。晶片的工作电流在10-20mA左右。     d.反向电压(VR):施加在晶片上的反向电压。       e.反向电流(IR):是指晶片在施加反向电压后,所产生的一个漏电流。此电流越小越好。因为电流大了容易造成晶片被反向击穿。     f.亮度(IV):指光源的明亮程度。单位换算:1cd=1000mcd        g.波长:反映晶片的发光颜色。不同波长的晶片其发光颜色不同。单位:nm  LED灯珠金线  1.金线的作用:连接晶片PAD(焊垫)与支架,并使其能够导通。 金线的纯度为99.99%Au;延伸率为2-6%,金线的尺寸有:0.9mil、1.0mil、1.1mil等。  LED灯珠环氧树脂  1.环氧树脂的作用:保护Lamp的内部结构,可稍微改变Lamp的发光颜色、亮度及角度;使Lamp成形。 2.封装树脂包括:A胶(主剂)、B胶(硬化剂)、DP(扩散剂) 、CP(着色剂)四部份组成。其主要成分为环氧树脂(Epoxy Resin)、酸酐类(酸无水物 Anhydride)、高光扩散性填料(Light diffusion) 及热安定性染料(dye)。

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