LED產(chǎn)品質(zhì)量系統(tǒng)性的評(píng)估分析方法

固態(tài)照明（SSL）的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不僅僅局限于LED和驅(qū)動(dòng)電子領(lǐng)域。Richie Richards闡釋了該如何評(píng)估這其中復(fù)雜的設(shè)計(jì)要素，這些要素包括了材料選擇、熱處理、兼容性等問(wèn)題。只要恰當(dāng)處理好它們，定能生產(chǎn)出最佳的照明產(chǎn)品。

　　古話說(shuō)的好：“當(dāng)你親眼所見(jiàn)就能知道東西的品質(zhì)，但有時(shí)卻無(wú)法言表?！庇绊懝虘B(tài)照明性能的設(shè)計(jì)要素，正如所言，通常是難以形容的。LED產(chǎn)生的光不過(guò)是整個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)里的一小部分。要進(jìn)行完整的評(píng)估鑒定，安裝過(guò)程和產(chǎn)品的生命周期同等重要。接下來(lái)我們看看易產(chǎn)生疑問(wèn)的的一些例子。

　　LED技術(shù)發(fā)展迅速，不少燈具商家喜歡就有關(guān)產(chǎn)品的色彩品質(zhì)、亮度、發(fā)光效率、耐久性，甚至是整個(gè)產(chǎn)品提出無(wú)根據(jù)的索賠要求。沒(méi)有恰當(dāng)?shù)臒崽幚碓O(shè)計(jì)，或是電路設(shè)計(jì)不當(dāng)，都會(huì)造成過(guò)度電性應(yīng)力，如果在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了化學(xué)兼容性問(wèn)題，將導(dǎo)致LED產(chǎn)品的質(zhì)量劣變，甚至產(chǎn)生照明故障。圖1收集了造成質(zhì)量劣變和故障的過(guò)程原因。

圖1 固態(tài)照明產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題可能導(dǎo)致熱，化學(xué)或驅(qū)動(dòng)程序問(wèn)題

　　總體評(píng)估

　　為了確保固態(tài)照明產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)行定量的測(cè)試至關(guān)重要。這將決定設(shè)計(jì)強(qiáng)度和產(chǎn)品長(zhǎng)久的可靠性。不僅僅是只是LED部分，整個(gè)固態(tài)照明產(chǎn)品都關(guān)乎品質(zhì)?？其J公司（Cree）推出了對(duì)LED燈具進(jìn)行了有關(guān)熱學(xué)、電學(xué)、機(jī)械、光度及光學(xué)參數(shù)（TEMPO）的全面測(cè)試。TEMPO服務(wù)幫助LED元件客戶解決問(wèn)題。該項(xiàng)目還能使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員快速應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)、節(jié)約開(kāi)發(fā)成本、為新產(chǎn)品爭(zhēng)取更多的市場(chǎng)時(shí)間。

　　照明產(chǎn)品的系統(tǒng)評(píng)估是一個(gè)多點(diǎn)式的測(cè)試和分析過(guò)程。工程人員必須進(jìn)行一系列的有關(guān)熱學(xué)、電學(xué)、機(jī)械、光度的測(cè)試，并提交能夠確定產(chǎn)品性能的數(shù)據(jù)全面報(bào)告。本文結(jié)尾處的工具欄附上TEMPO服務(wù)詳細(xì)的測(cè)試目錄。此外，測(cè)試結(jié)果將應(yīng)用到由照明工程學(xué)會(huì)（IES）通過(guò)的TM-21標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)LED的壽命時(shí)間。　　測(cè)試與評(píng)估很富有挑戰(zhàn)性，特別是對(duì)于那些剛剛從事設(shè)計(jì)LED的燈具生產(chǎn)商們來(lái)說(shuō)格外不易。固態(tài)照明產(chǎn)品包含了大量的組件：LEDs、電路板、光學(xué)部件、電流驅(qū)動(dòng)器、電源供應(yīng)器、散熱器和機(jī)械外殼。任何組件都會(huì)影響產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和壽命時(shí)間。

　　照明系統(tǒng)性能需要評(píng)估的有機(jī)械構(gòu)建和長(zhǎng)期可靠性。另外，測(cè)試結(jié)果的報(bào)告需要以LM-79-08為基礎(chǔ)。評(píng)估需要提供能源之星、DLC和UL標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的對(duì)比結(jié)果。

　　熱學(xué)和機(jī)械測(cè)試

　　大多數(shù)LED故障問(wèn)題和溫度相關(guān)；性能和設(shè)計(jì)的壽命時(shí)間與熱管理、以及LED半導(dǎo)體芯片的節(jié)點(diǎn)溫度緊密相關(guān)。節(jié)點(diǎn)溫度的升高減少光能輸出，縮短使用壽命。恰當(dāng)?shù)臒峁芾砗蜋C(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)性能至關(guān)重要。LED焊接的x光拍照等技術(shù)手段可以用來(lái)評(píng)估機(jī)械結(jié)構(gòu)，評(píng)估實(shí)際散熱性能以此驗(yàn)證散熱設(shè)計(jì)的假定計(jì)劃，對(duì)于確保質(zhì)量和可靠性來(lái)說(shuō)十分必要。

　　熱學(xué)測(cè)試對(duì)于產(chǎn)品而言是有挑戰(zhàn)性的。錯(cuò)置熱電偶、過(guò)多光子能量照明熱電偶都是錯(cuò)誤的溫度測(cè)試。這些差錯(cuò)都會(huì)折損產(chǎn)品的使用壽命。

熱學(xué)和機(jī)械測(cè)試的固態(tài)照明產(chǎn)品，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)或制造上的缺陷

　　正確的測(cè)試需要精確地驗(yàn)證結(jié)點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的焊接點(diǎn)。TEMPO測(cè)試包括驗(yàn)證結(jié)點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的焊接點(diǎn)、固態(tài)的紅外熱成像，以及根據(jù)測(cè)試得出的結(jié)點(diǎn)溫度估算。正如圖2所示，可以利用溫度測(cè)試和紅外熱成像手段測(cè)量和說(shuō)明LED燈具的散熱性能。

　　請(qǐng)留意圖二右手部分的紅外線照片，體現(xiàn)了兩個(gè)相同的印刷線路板的散熱差異。左邊的印刷線路板溫度更低，圖片顯示為黃色，而右邊的為亮紅色，LED已白熱化，表明印刷線路板的散熱接口應(yīng)安裝在右邊。

　　LED和印刷線路板之間的機(jī)械接口，對(duì)固態(tài)照明系統(tǒng)的熱學(xué)性能影響深遠(yuǎn)?？梢岳脁光射線進(jìn)行分析。這對(duì)于核查焊接的質(zhì)量，決定是否無(wú)效或是過(guò)度焊接十分有用。