淺談LED燈具壽命的影響因素

影響LED照明燈具壽命的因素很多，除了最常見的散熱不良之外， 根據(jù)應(yīng)用上的經(jīng)驗造成LED死燈或光衰，變色的原因還有因制造過程中化學(xué)物質(zhì)的污染而造成：

　　對于下游的應(yīng)用端， 除了適當(dāng)?shù)纳峤鉀Q之外， 另外在燈具組裝的制程中， 或制作工藝的化學(xué)添加物皆須避免所謂化學(xué)物質(zhì)不兼容， LED 照明燈具中不兼容的揮發(fā)性有機化合物， 可以很快損害任何制造商的LED。 這種化學(xué)物質(zhì)不兼容往往是一個局部現(xiàn)象， 發(fā)生在升高的溫度下， 且在具有很少或沒有空氣流動的密封燈具中。

　　經(jīng)過LED封裝廠的測試發(fā)現(xiàn)一些已知很容易影響LED正常功能的化學(xué)品， 用戶端最好是建立一個完善的化學(xué)不兼容的測試評估體系。 有了適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施， 設(shè)計和測試， 影響可以被最小化或直至杜絕。 化學(xué)不兼容性的不良影響最為明顯的是藍(lán)光、深藍(lán)光和白光LED， 很少有觀察到紅光或綠光LED。

　　設(shè)計者應(yīng)該充分考慮最大限度地減少化學(xué)物質(zhì)之間的影響（主要是LED 的一次光學(xué)透鏡Molding 膠與在電子組裝和燈具中用到的各種化學(xué)品）， 因這些物品搭配在一起可能會損害LED 的光輸出效率， 甚至?xí)筁ED 發(fā)生永久性失效現(xiàn)象（如死燈、變色、暗光等等）。 因為化學(xué)不兼容性和過高的LED 封裝溫度致使LED 失效的結(jié)果是一樣的：即光通量衰減、色溫漂移。

　　LED可以與哪些化學(xué)品， 一起使用， 哪些類型的灌封膠？ 能不能灌膠？ 灌膠對LED有什么影響？

　　在化學(xué)品影響LED的案例：

　?、艑Σ涣紭悠稬ED透鏡進(jìn)行EDS分析結(jié)果如下圖：

　?、茖Σ涣紭悠稬ED Silicone 進(jìn)行EDS因素分析結(jié)果有Na和Cl等異常元素出現(xiàn)如下表：

　　核查這個電路板，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在潛在的化學(xué)污染物，即有一個粘接透鏡的涂層出現(xiàn)在LED 元件附近（如上述透鏡）， LED 與這個粘接涂層發(fā)生了不利于LED 的化學(xué)作用。 這種化學(xué)物質(zhì)與LED封裝本體不兼容， 以致LED 出現(xiàn)了永久性失效現(xiàn)象。 因此了解和防止這些LED 與燈具中用到的化學(xué)品的不兼容性是極其重要的。

　　有機硅膠（Silicone， 硅）是各種大功率LED 上使用的有機硅材料，如Cree XPE 的LED。 經(jīng)均勻混合后注入模具中，在一定的溫度條件下固化一段時間就成型了。 在固化過程中，硅氧烷不會形成任何固定的形狀或結(jié)構(gòu)， 相反， 它們固化成不同長度和形狀各異的隨機形狀。這樣就產(chǎn)生了輕微凝膠狀和具有彈性的有機硅。 也就是說，這些有機硅材料充滿小孔， 因此有機硅具有透氣性和透濕性。 燈泡，或其它固態(tài)照明燈具產(chǎn)品中經(jīng)常使用的灌封化合物材料， 如灌封膠、皮圈、墊片，在組裝或加工過程中， 在升高的溫度影響下， 這些揮發(fā)性有機化物材料就會揮發(fā)出氣體。

　　揮發(fā)性氣體的滲透和可靠性變化過程：

　　在密閉的環(huán)境中（如下面的二次光學(xué)或夾具蓋）， 任何類型的揮發(fā)性有機化合物將環(huán)繞并擴散到具有多孔質(zhì)的機硅封裝的LED 中。 在硅膠內(nèi)部的揮發(fā)性有機化合物會占據(jù)相互交織的硅氧烷鏈內(nèi)的空隙中。 伴隨著熱和LED 發(fā)射的高能光子， 揮發(fā)性化合物會變色并阻擋LED 發(fā)射的光。 這種變色通常發(fā)生在LED 芯片正上方的表面， 因為這是溫度和磁通密度最高的位置。

　　下圖表示的是揮發(fā)性有機化合物在硅占據(jù)的空隙中， 隨著熱和光子能量的作用， 結(jié)果揮發(fā)性有機化合物發(fā)生變色現(xiàn)象：

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