led直插灯珠失效变色的原因

一、封装胶原因

（1）封装胶中残留外来***

失效灯珠的外观呈现局部变色发黑。揭开封装胶， 发现有一个黑色***夹杂在封装胶内， 用扫描电镜及能谱仪（SEMamp;EDS） 对***进行成分分析［5-6］， 确认其主成分为铝（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 还含有少量的杂质元素。结合用户反馈的失效背景可知， 该***是在封装过程中引入的。

（2）封装胶受化学物质侵蚀发生胶体变色

失效品为玻璃光管灯， 内部的LED 灯带使用单组份室温固化硅橡胶粘结固定在玻璃管上， 固胶部位灯带上的LED灯珠出现发黄变暗现象。失效灯珠封装胶的材质为硅橡胶， 使用SEMamp;EDS 测试封装胶的元素成分， 发现其比正常灯珠封装胶成分多检出了硫（S） 元素。

二、荧光粉沉降

灯珠装配成LED 灯具后在仓库储存时， 发生了色温漂移失效， 失效LED灯珠的封装胶由橙色变为浅***， 对其进行I-V 特性测试， 发现灯珠可以正常点亮， 且I-V 曲线正常， 只是出光亮度发生改变。取一些失效灯珠， 以机械开封方式取出封装胶， 发现支架表面均残留有透明颗粒物， 使用SEMamp;EDS 测试颗粒物成分， 结果显示其含有高含量的锶（Sr） 元素。

与之相比， 良品灯珠开封后， 支架表面较干净， 表面主成分为银（Ag）和少量的碳（C） 元素， 未检出锶（Sr） 元素，led直插灯珠， 且在其封装胶与支架的接触面上也未检出锶（Sr） 和钡（Ba） 元素。通过测试失效品和良品灯珠封装胶的截面成分得知， 二者所用的荧光粉的成分相同， 均为钇铝石榴石（ 主要成分为氧（O） 、铝（Al） 和钇（Y） ） 与硅酸锶钡（ 主要成分为碳（C）、氧（O）、硅（Si）、锶（Sr）、钡（Ba） 和钙（Ca）） 混合荧光粉。

因此， LED 灯珠的失效原因为所使用的硅酸盐荧光粉沉降到了封装胶底部及支架表层， 致使因光折射规律不一致而发生色散现象， 导致色温漂移， 同时发生灯珠变色现象。

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如何区分红外线接收头的故障部位？

一旦确定红外线接收头电路工作不正常，就可以按以下方法区分故障来自哪一部分电路，即高放级、超再升级还是放大、整i形电路。

检查放大、整i形电路时，信号的输入椭出点是查找故障的关键点。具体方法是用遥控器发射信号，用示波器观察放大、整i形电路有无信号输入，如有信号波形，说明高放电路、超再升电路基本正常，故障在放大、整i形电路；如测不到信号，则故障在超再升电路之前。对放大、整i形电路的检修，可以测量引脚电压，并和正常值对照，如果不正常，多为集成电路本身损坏。

对超再升电路的检修，可以先检查晶体管的直流电压，如不正常，检查直流偏置电路或晶体管本身；直流偏置电压正常后，再检查交流反馈电路，对贴片电容***i好用代换法。

对高频放大电路的检修，也采取先检查高放管的直流工作点后检查耦合元件的方法，一般不难找到故障元件。

奕博工厂是一家集开发、生产、销售、***服务为一体的光电照明高科技企业，采用***的生产设备以及***的技术人才，不断地引进***的技术及管理经验，致力向新老客户提供高品质的产品服务和设计解决方案。奕博***生产***D贴片LED灯珠、插件LED灯珠、食人鱼LED灯珠、红外线发射管等等。

LED封装的取光效率分析

　一、影响取光效率的封装要素

　　1.散热技术

　　对于由PN结组成的发光二极管，当正向电流从PN结流过时，PN结有发热损耗，这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等，辐射到空气中，在这个过 程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗，也就是热阻，热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W)，热耗散功率 为PD(W)，此时由于电流的热损耗而引起的PN结温度上升为：

　　T(℃)=Rth×PD。

　　PN结结温为：

　　TJ=TA Rth×PD

　　其中TA为环境温度。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。同时，由于热损耗引起的温升***，发光二极管亮度将不再继续随着电流成比例提高，即显示出热饱和现象。另外，随着结温的上升，发光的峰值波长也将向长波方向漂移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说，蓝光波长的漂移，会引起与荧光粉激发波长的失配，从而降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。

　　对于功率发光二极管来说，驱动电流一般都为几百毫安以上，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说，如何降低 品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可提高产品的饱和电流，提高产品的发光效率，同时也提高了产品的可靠性和寿命。为了降低产品的热阻， 首先封装材料的选择显得尤为重要，包括热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低，即要求导热性能良好。其次结构设计要合理，各材料间的导热性能连续匹配，材料之 间的导热连接良好，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。同时，要从工艺上确保，热量按照预先设计的散热通道及时的散发出去。

　　2.填充胶的选择

　　根据折射定律，光线从光密介质入射到光疏介质时，当入射角达到一定值，奶嘴led直插灯珠，即大于等于临界角时，会发生全发射。以GaN蓝色芯片来说，GaN材料的折射率是2.3，当光线从晶体内部射向空气时，根据折射定律，临界角θ0=sin-1(n2/n1)。

　　其中n2等于1，即空气的折射率，n1是GaN的折射率，由此计算得到临界角θ0约为25.8度。在这种情况下，能射出的光只有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光，据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右，因此，由于芯片晶体的内部吸收，能射出到晶体外面光线的比例很少。据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同样，芯片发出的光要透过封装材料，传送到空间，也要考虑材料对取光效率的影响。

　　所以，为了提高LED产品封装的取光效率，必须提高n2的值，即提高封装材料的折射率，以提高产品的临界角，从而提高产品的封装发光效率。同 时，封装材料对光线的吸收要小。为了提高出射光的比例，封装的外形***hao是拱形或半球形，这样，光线从封装材料射向空气时，定制led直插灯珠，几乎是垂直射到界面，因而不再产 生全反射。

　　3.反射处理

　　反射处理主要有两方面，一是芯片内部的反射处理，二是封装材料对光的反射，塔形led直插灯珠，通过内、外两方面的反射处理，来提高从芯片内部射出的光通比例，减少芯片内部吸收，提高功率LED成品的发光效率。从封装来说，功率型LED通常是将功率型芯片装配在带反射腔的金属支架或基板上，支架式的反射腔一般是采取电镀方式提高反射效果，而基板式的反射腔一般是采用抛光方式，有条件的还会进行电镀处理，但以上两种处理方式受模具精度及工艺影响，处理后的反射腔有一定的反射效果，但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔，由于抛光精度不足或金属镀层的氧化，反射效果较差，这样导致很多光线在射到反射区后被吸收，无法按预期的目标反射至出光面，从而导致***终封装后的取光效率偏低。

　　我们经过多方面的研究和试验，研制成一种具有自主知识产权的使用有机材料涂层的反射处理工艺，通过这种工艺处理，使得反射到载片腔内的光线吸收很少，能将大部分射到其上面的光线反射至出光面。这样处理后的产品取光效率与处理之前相比可提高30%-50%。我们目前1W白光功率LED的光效可达 40-50lm/W(在远方PMS-50光谱分析测试仪器上测试结果)，获得了很好的封装效果。

　　4.荧光粉选择与涂覆

　　对于白色功率型LED来说，发光效率的提高还与荧光粉的选择和工艺处理有关。为了提高荧光粉激发蓝色芯片的效率，首先荧光粉的选择要合适，包括激发波长、颗粒度大小、激发效率等，需全mian考核，兼顾各个性能。其次，荧光粉的涂覆要均匀，***hao是相对发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀，以免因厚度不均 造成局部光线无法射出，同时也可改善光斑的质量。

　　二、结论

　　良好的散热设计对提高功率型LED产品发光效率有着显着的作用，同时也是确保产品寿命和可靠性的前提。而设计良好的出光通道，这里着重指反射腔、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺处理，可以有效提高功率型LED的取光效率。对功率型白光LED来说，荧光粉的选择和工艺设计，对光斑的改善和发光效率的提高也至关重要。

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