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影響LED品質(zhì)的幾大因素

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? ? ?大部分設計者認為所有LED產(chǎn)品的品質(zhì)都是一樣的。然而,LED的制造商和供應商眾多,亞洲生產(chǎn)商向全球供應低成本的

LED。令人吃驚的是,在這些制造商中只有一少部分能夠制造出高品質(zhì)的LED。對于只用作簡(jiǎn)單指示作用的應用,低品質(zhì)的

LED就足以滿(mǎn)足要求了。但是在許多要求一致性、可靠性、固態(tài)指示或照明等領(lǐng)域里必須采用高品質(zhì)的LED,特別是在

惡劣環(huán)境下,例如在高速公路、軍用/航空,以及工業(yè)應用等。



  根本因素

  區分LED質(zhì)量高低的因素是哪些?如何說(shuō)出兩種LED的差別?實(shí)際上,選擇高質(zhì)量的LED可以從芯片開(kāi)始,直到組裝完成,

這期間有許多因素需要考慮。Tier-ONeLED制造公司能夠生產(chǎn)優(yōu)良的、指標一致的晶圓是從高品質(zhì)的LED制造材料做起的,

進(jìn)而可以制造出優(yōu)良的芯片。在決定LED所有性能指標的條件中,晶圓生產(chǎn)工藝所采用的化學(xué)材料是相當重要的因素。

一片2英寸晶圓可以切割出6000多個(gè)LED芯片,這里面僅有個(gè)別芯片的性能指標與整體不同。而一個(gè)優(yōu)秀的芯片生產(chǎn)商制造

的芯片在顏色、亮度和電壓降等方面的差異性非常小。當LED芯片封裝完成后,它們的許多性能指標就有可能存在很大的差別,

如視角。此外,封裝材料的影響也是相當大的,例如,硅樹(shù)脂就比環(huán)氧樹(shù)脂的性能好。



  分類(lèi)能力

  優(yōu)秀的LED制造商不僅能制造高質(zhì)量的芯片,而且也具有根據LED的顏色、亮度、電壓降和視角的不同而對其進(jìn)行分類(lèi)包裝

的能力。高品質(zhì)LED供應商會(huì )向客戶(hù)提供工作特性一致的產(chǎn)品,而品質(zhì)較低的LED供應商則只能提供類(lèi)似于“混裝”的LED。

對于高端的、質(zhì)量要求嚴格的應用領(lǐng)域,例如機場(chǎng)跑道的邊界燈,必須滿(mǎn)足FAA級的顏色和亮度規范,為保證性能和安全,

LED包裝的一致性也是被嚴格限定的。包裝等級較差的LED被用在要求嚴格的應用領(lǐng)域會(huì )導致過(guò)早發(fā)生故障等一系列非一致性

問(wèn)題,很有可能釀成重大事故。為了避免設備停機和保證設計中規定的LED具有可靠的工作特性,在高端和質(zhì)量要求嚴格的

應用中避免使用“混裝”產(chǎn)品是相當重要的。


  對于高端的、質(zhì)量要求嚴格的應用領(lǐng)域,例如機場(chǎng)跑道的邊界燈,必須滿(mǎn)足FAA級的顏色和亮度規范,為保證性能和安全,

LED包裝的一致性也是被嚴格限定的。包裝等級較差的LED被用在要求嚴格的應用領(lǐng)域會(huì )導致過(guò)早發(fā)生故障等一系列非一致性

問(wèn)題,很有可能釀成重大事故。為了避免設備停機和保證設計中規定的LED具有可靠的工作特性,在高端和質(zhì)量要求嚴格的

應用中避免使用“混裝”產(chǎn)品是相當重要的。



  產(chǎn)品配套能力

  除了分立LED,LED的組裝和供電對于它的性能、亮度和顏色等指標都有非常重要的影響。由于環(huán)境溫度、工作電流、

電路結構、電壓尖峰和環(huán)境因素等都能夠影響LED的性能指標,恰當的電路設計和組裝是保護LED和保證性能的關(guān)鍵。

LED制造商也使用多種技術(shù)和不同的材料來(lái)設計電路結構和組裝,大多數情況下,LED裝配者的經(jīng)驗高低的差別會(huì )造成同一個(gè)

應用中的LED在整體性能和可靠性上存在差異。


  隨著(zhù)LED需求的迅速增長(cháng),服務(wù)全球市場(chǎng)的制造商和組裝廠(chǎng)同樣迅速增加。但令人遺憾的是,激增的支持廠(chǎng)家不僅大量

采用低品質(zhì)的LED,他們的封裝和LED設計工程師經(jīng)驗也相對不足。因此,除了通過(guò)已有的經(jīng)驗準確篩選LED供應商外,

OEM廠(chǎng)商也必須考察他們的電路設計和組裝技術(shù)以確保滿(mǎn)足設計規范,以及設計是否提供了足夠的散熱能力,因為導致LED

發(fā)生故障和性能不一致的主要因素是過(guò)熱。為確保滿(mǎn)足設計要求,OEM必須檢測LED的組裝和電路結構。



  第三方測試

  為了消除測試中存在的不公正,許多公司都委托第三方來(lái)測試LED的組裝和電路結構。一個(gè)LED器件可能在苛刻環(huán)境下

測試或使用數周。在測試過(guò)程中,同時(shí)進(jìn)行壓力、溫度循環(huán)、電壓固定/變化、電流固定/變化等測試,其他苛刻環(huán)境條件下

的測試來(lái)決定LED是否滿(mǎn)足應用的要求。測試前后發(fā)生的大量的參數改變都要被記錄下來(lái),同時(shí)要監視被測LED亮度、

顏色和電壓降的變化。


  加速生命周期測試是特殊應用領(lǐng)域內避免故障的一個(gè)關(guān)鍵測試。測試有助于確保篩選出那些期望至少可以工作100000

小時(shí),但僅工作1000小時(shí)就提前發(fā)生故障的LED。這種情況是可能出現的,因為低品質(zhì)的LED(也可能是組裝設計得不合理

的高品質(zhì)LED)在工作1000小時(shí)后亮度就會(huì )降低。實(shí)際上,一個(gè)低品質(zhì)的LED如果有更高的驅動(dòng)電流,在工作初期會(huì )比高品質(zhì)

的LED更亮,然而,過(guò)高的電流會(huì )使LED發(fā)熱過(guò)快,最終結果是亮度變暗或燒毀。


  另外,組裝技術(shù)在某種程度上對LED性能的影響要比芯片本身還大的例子也是有的。設計工程師應該向LED供應商索要

LED的可靠性規范,并且也應該進(jìn)行LED的組裝測試以保證亮度比較高的確實(shí)更好。有些優(yōu)秀的LED供應商可以保證他們的LED

組裝技術(shù)的可靠性能夠持續三年或更長(cháng),并且可以進(jìn)一步提供包含高品質(zhì)LED和針對特殊應用而進(jìn)行的恰當設計在內的最終

LED產(chǎn)品。



  檢測的重要性

  兩個(gè)在運輸領(lǐng)域內的應用有助于解釋充分的測試如何防止LED在提供高度可視性的應用中發(fā)生故障。在20世紀90年代早期,

LED用于轎車(chē)和卡車(chē)的剎車(chē)燈。有些LED設計很快就出現了性能指標上的不一致性,并很快燒毀了,其原因或許是由于LED的質(zhì)

量問(wèn)題,或許完全是產(chǎn)品本身的設計問(wèn)題。直到最近,在交通信號燈方面,當LED成為更合適的光源時(shí),這種現象才被重視。

設計布滿(mǎn)LED的直徑8英寸或12英寸的印制板的公司必須在選擇LED和改善設計等方面考慮環(huán)境和應用需求。


  以上任何情況,如果壓力測試或加速生命周期測試都已經(jīng)做過(guò)了,就可以認為是高質(zhì)量的LED或LED的組裝是合格的,

也就可以應用在需要更長(cháng)使用壽命和更高可靠性的場(chǎng)合了。



  合理使用

  不是每個(gè)應用都需要高質(zhì)量LED組裝技術(shù)的。如果LED的組裝不符合苛刻環(huán)境的要求,應用也不一定會(huì )出現較大的安全風(fēng)

險,或者,如果最終產(chǎn)品的維修成本不是很高,采用差一些的組裝技術(shù)也許更合適。


  最根本的一點(diǎn)是LED必須是能夠買(mǎi)得起的。因此,在成本要求限制之內,就必須考慮供應商產(chǎn)品的包裝等級、組裝設計的經(jīng)

驗和測試等因素。


  滿(mǎn)足應用及市場(chǎng)需求的設計是服務(wù)于最終用戶(hù)的最有效手段。如果應用需要高端解決方案,那么芯片供應商的選擇、

設計經(jīng)驗,以及測試都是應該考慮的因素。如果不考慮高端產(chǎn)品的銷(xiāo)售價(jià)格,就應該仔細斟酌區別好與壞LED的其他相關(guān)因素。

具備對包裝等級進(jìn)行分類(lèi)能力的LED供應商,以及能夠進(jìn)行可靠性、加速生命周期測試的廠(chǎng)商是可以進(jìn)行長(cháng)期合作的,

這有助于制造商采用更可靠的LED開(kāi)發(fā)高端產(chǎn)品。

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