極光光電LED光衰問題
:2018-01-12
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LED光衰的問題⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾,需要從LED散熱技術的根本來解決㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。目前中國LED路燈成長率高于各國㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦,據統計預測2013年仍將雄踞全球市場第一☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;。去年中國科技部定案的“十城萬盞”半導體照明應用工程試點政策①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯,雖說是透過中央政策創造出市場需求的經濟發展典范㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦,但是就廠商實際接案的第一線響應卻不如預期❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。
政策與市場的落差✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴,除了LED標準尚未全然規范可供廠商遵循外ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ,另一個潛伏的技術問題就是“LED路燈嚴重光衰”✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥,導致安裝不到一年的LED路燈無法通過使用單位認證驗收❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。前述的LED標準規范統一制定問題♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃,已有可能在近期內擬訂定案✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥,至于“LED路燈嚴重光衰”就需要從LED散熱技術的根本來解決⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
LED路燈光衰竭的成因探討
溫度其實就是LED路燈光衰的關鍵問題♀☿☼☀☁☂☄,偏偏LED路燈就卡在這個環節웃유ღ♋♂。LED路燈由于發光功率大于家用燈具ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ,因此廠商在散熱基板鰭片⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、散熱模塊的設計上費盡苦心⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺,組裝完畢需在燈具散熱模塊外面❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,加烤漆保護以防氣候侵蝕✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。不料這個外部保護的噴漆卻把散熱模塊的熱度又封了回去☾☽❄☃,造成散熱不良導致LED磊晶光衰웃유ღ♋♂。
LED磊晶發光熱能屬于小范圍的集中熱能♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃,在高功率路燈的應用時ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ,電力輸入功率也大⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾,LED的接口溫度相當的高❣❦❧♡۵,在路燈長時間持續工作下⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺,散熱模塊如不能有效散熱☾☽❄☃,就會影響LED使用壽命及發光表現ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ,像目前的LED路燈嚴重光衰就是這些因素所造成ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。LED路燈是在戶外使用⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯,有環境氣候的干擾因素♀☿☼☀☁☂☄,所以多半的廠商是將LED路燈散熱器外殼以陽極處理保護☾☽❄☃,或是加噴烤漆⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓,以避免酸堿物質的侵蝕✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
陽極處理的壽命不長✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥,時日稍久還是會氧化變色①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯,如果要拆下重工❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰,不但耗時耗工也會增加維護成本;烤漆保護成本較低☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;,保護的功效也好웃유ღ♋♂,但是一般烤漆沒有散熱功能㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂,漆體本身會形成阻隔作用♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃,等于是加大LED路燈散熱器的熱阻抗❣❦❧♡۵,不但沒有幫助ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ,反而因為把熱能封鎖在散熱器內⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤,讓LED發光功率降低♀☿☼☀☁☂☄,最后就導致嚴重光衰✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。以上一直在LED燈具業界存在的嚴重困擾⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ,幾乎是目前公共工程LED路燈無法順利通過采購單位驗收的主因웃유ღ♋♂。
LED路燈光衰竭的解決建議
要解決這些既存問題⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺,建議路燈廠商從基本材料上著手⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾,從根本由內而外的解決高功率LED熱源問題⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。舉例來說在發光組件與鋁基板的黏合時♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃,導熱膠就扮演關鍵角色♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃,有些廠商以為導熱膠膜或導熱膠墊的導熱系數要好☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;,膜厚要越厚越好✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥,卻沒想熱阻問題☈⊙☉℃℉❅。導熱系數再好㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦,碰到膜厚的熱阻也沒用✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。其實封裝所使用的膠水也非常的關鍵ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ,好的封裝硅膠就會對光衰造成影響☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;,點膠用的硅膠⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺,封裝用的環氧樹脂膠水
更何況導熱膠膜或軟質導熱墊片✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅,并不能真正的與基板密合웃유ღ♋♂,貼合面其實存在著許多孔隙⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。這些孔隙在電子顯微鏡下觀看☈⊙☉℃℉❅,就像是空洞的氣穴✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴,也就是另一種形式的熱阻質ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。在這么多干擾熱傳導的熱阻存在之下❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,散熱導熱的效率無形中就被降低了㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。
熱阻要低要用對導熱膠❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,推薦網印施工的軟陶瓷導熱膠ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。網印施工的軟陶瓷導熱膠不同于傳統的貼合式導熱膠膜♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃,軟陶瓷導熱膠是軟質半液態❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰,在網印機刮刀涂布于鋁基板時ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ,導熱粒子會滲入基板表面的孔隙并予填補到滿ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。這樣就會形成一個完全平整沒有孔隙的平面ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ,與LED磊晶載板黏合時會完全的密合⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。
這樣一來就把熱阻減少到最低程度❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,熱度就能迅速的被傳導出去✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅,自然就降低了LED晶粒的環境溫度♀☿☼☀☁☂☄,也延長磊晶的壽命以及大幅延緩光衰的發生♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。此外由于網印施工的軟陶瓷導熱漆具有延展性☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;,在高溫烘烤或回焊時⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺,會隨著鋁基板的熱脹冷縮一起變化♀☿☼☀☁☂☄,應力非常小㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉,不會造成鋁基板彎翹☈⊙☉℃℉❅,更不會爆板♀☿☼☀☁☂☄。
在LED燈具的外部保護推薦采用LED燈具軟陶瓷散熱漆❣❦❧♡۵。這種噴涂式軟陶瓷散熱漆可直接噴涂于LED燈具外部❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,施工操作簡便㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉,可適應各種形狀的散熱結構✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅,也可調整成不同色彩☾☽❄☃,因應景觀設計的需求☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;。噴涂式散熱漆內的軟陶瓷粒子㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂,是經過奈米化處理✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴,粒子細微不僅易于噴槍操作☾☽❄☃,也讓同一涂布面積上的導熱粒子又多又密集❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,讓溫度揮發透散的面積也變大☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;,讓LED燈具的熱能迅速的傳導出去ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。
軟陶瓷散熱漆屬于熱固型材料ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ,符合RoHS環保安全規范㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉,施工程序簡便也無需任何特殊機具ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ,經過烘烤后熱固❣❦❧♡۵,可長時間承受LED的高溫不會有質變問題ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。在戶外使用的LED路燈ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、景觀燈☾☽❄☃、或是LED廣告廣告牌㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、也都會面臨風吹雨打⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、酸雨鳥糞ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、空氣粉塵⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、黑煙排放hELlip;等等的酸堿侵害웃유ღ♋♂。所以這種噴涂式軟陶瓷散熱漆一定要具備抗酸堿的特性⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯,目前的抗酸堿值幅度在PH3~11✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥,可以有效保護LED戶外燈具外觀不被侵蝕✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
LED燈具的成本結構隨著封裝技術⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、載板設計⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、散熱模塊結構的精進發展☧☬☸✡♁✙♆。,、':∶;,質量不斷的提升①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯,成本也隨著技術發展及市場需求而下降❣❦❧♡۵。但是投入在材料改進的廠商還不多⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓,這主要是跟臺灣工商發展的歷程與習性相關ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。臺灣廠商長于制程與設計⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓,在材料基礎研發上著墨較少❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。所以在解決技術問題或降低成本等議題上⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯,比較偏向采購思維或是生管思維♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。但是美日廠商在第一時間點♀☿☼☀☁☂☄,會從應用材料上去思考❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣,從創新的角度去降低成本⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾,提升質量及增加獲利ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
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