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影响LED品质的几大因素

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     大部分设计者认为所有LED产品的品质都是一样的。然而,LED的制造商和供应商众多,亚洲生产商向全球供应低成本的

LED。令人吃惊的是,在这些制造商中只有一少部分能够制造出高品质的LED。对于只用作简单指示作用的应用,低品质的

LED就足以满足要求了。但是在许多要求一致性、可靠性、固态指示或照明等领域里必须采用高品质的LED,特别是在

恶劣环境下,例如在高速公路、军用/航空,以及工业应用等。



  根本因素

  区分LED质量高低的因素是哪些?如何说出两种LED的差别?实际上,选择高质量的LED可以从芯片开始,直到组装完成,

这期间有许多因素需要考虑。Tier-ONeLED制造公司能够生产优良的、指标一致的晶圆是从高品质的LED制造材料做起的,

进而可以制造出优良的芯片。在决定LED所有性能指标的条件中,晶圆生产工艺所采用的化学材料是相当重要的因素。

一片2英寸晶圆可以切割出6000多个LED芯片,这里面仅有个别芯片的性能指标与整体不同。而一个优秀的芯片生产商制造

的芯片在颜色、亮度和电压降等方面的差异性非常小。当LED芯片封装完成后,它们的许多性能指标就有可能存在很大的差别,

如视角。此外,封装材料的影响也是相当大的,例如,硅树脂就比环氧树脂的性能好。



  分类能力

  优秀的LED制造商不仅能制造高质量的芯片,而且也具有根据LED的颜色、亮度、电压降和视角的不同而对其进行分类包装

的能力。高品质LED供应商会向客户提供工作特性一致的产品,而品质较低的LED供应商则只能提供类似于“混装”的LED。

对于高端的、质量要求严格的应用领域,例如机场跑道的边界灯,必须满足FAA级的颜色和亮度规范,为保证性能和安全,

LED包装的一致性也是被严格限定的。包装等级较差的LED被用在要求严格的应用领域会导致过早发生故障等一系列非一致性

问题,很有可能酿成重大事故。为了避免设备停机和保证设计中规定的LED具有可靠的工作特性,在高端和质量要求严格的

应用中避免使用“混装”产品是相当重要的。


  对于高端的、质量要求严格的应用领域,例如机场跑道的边界灯,必须满足FAA级的颜色和亮度规范,为保证性能和安全,

LED包装的一致性也是被严格限定的。包装等级较差的LED被用在要求严格的应用领域会导致过早发生故障等一系列非一致性

问题,很有可能酿成重大事故。为了避免设备停机和保证设计中规定的LED具有可靠的工作特性,在高端和质量要求严格的

应用中避免使用“混装”产品是相当重要的。



  产品配套能力

  除了分立LED,LED的组装和供电对于它的性能、亮度和颜色等指标都有非常重要的影响。由于环境温度、工作电流、

电路结构、电压尖峰和环境因素等都能够影响LED的性能指标,恰当的电路设计和组装是保护LED和保证性能的关键。

LED制造商也使用多种技术和不同的材料来设计电路结构和组装,大多数情况下,LED装配者的经验高低的差别会造成同一个

应用中的LED在整体性能和可靠性上存在差异。


  随着LED需求的迅速增长,服务全球市场的制造商和组装厂同样迅速增加。但令人遗憾的是,激增的支持厂家不仅大量

采用低品质的LED,他们的封装和LED设计工程师经验也相对不足。因此,除了通过已有的经验准确筛选LED供应商外,

OEM厂商也必须考察他们的电路设计和组装技术以确保满足设计规范,以及设计是否提供了足够的散热能力,因为导致LED

发生故障和性能不一致的主要因素是过热。为确保满足设计要求,OEM必须检测LED的组装和电路结构。



  第三方测试

  为了消除测试中存在的不公正,许多公司都委托第三方来测试LED的组装和电路结构。一个LED器件可能在苛刻环境下

测试或使用数周。在测试过程中,同时进行压力、温度循环、电压固定/变化、电流固定/变化等测试,其他苛刻环境条件下

的测试来决定LED是否满足应用的要求。测试前后发生的大量的参数改变都要被记录下来,同时要监视被测LED亮度、

颜色和电压降的变化。


  加速生命周期测试是特殊应用领域内避免故障的一个关键测试。测试有助于确保筛选出那些期望至少可以工作100000

小时,但仅工作1000小时就提前发生故障的LED。这种情况是可能出现的,因为低品质的LED(也可能是组装设计得不合理

的高品质LED)在工作1000小时后亮度就会降低。实际上,一个低品质的LED如果有更高的驱动电流,在工作初期会比高品质

的LED更亮,然而,过高的电流会使LED发热过快,最终结果是亮度变暗或烧毁。


  另外,组装技术在某种程度上对LED性能的影响要比芯片本身还大的例子也是有的。设计工程师应该向LED供应商索要

LED的可靠性规范,并且也应该进行LED的组装测试以保证亮度比较高的确实更好。有些优秀的LED供应商可以保证他们的LED

组装技术的可靠性能够持续三年或更长,并且可以进一步提供包含高品质LED和针对特殊应用而进行的恰当设计在内的最终

LED产品。



  检测的重要性

  两个在运输领域内的应用有助于解释充分的测试如何防止LED在提供高度可视性的应用中发生故障。在20世纪90年代早期,

LED用于轿车和卡车的刹车灯。有些LED设计很快就出现了性能指标上的不一致性,并很快烧毁了,其原因或许是由于LED的质

量问题,或许完全是产品本身的设计问题。直到最近,在交通信号灯方面,当LED成为更合适的光源时,这种现象才被重视。

设计布满LED的直径8英寸或12英寸的印制板的公司必须在选择LED和改善设计等方面考虑环境和应用需求。


  以上任何情况,如果压力测试或加速生命周期测试都已经做过了,就可以认为是高质量的LED或LED的组装是合格的,

也就可以应用在需要更长使用寿命和更高可靠性的场合了。



  合理使用

  不是每个应用都需要高质量LED组装技术的。如果LED的组装不符合苛刻环境的要求,应用也不一定会出现较大的安全风

险,或者,如果最终产品的维修成本不是很高,采用差一些的组装技术也许更合适。


  最根本的一点是LED必须是能够买得起的。因此,在成本要求限制之内,就必须考虑供应商产品的包装等级、组装设计的经

验和测试等因素。


  满足应用及市场需求的设计是服务于最终用户的最有效手段。如果应用需要高端解决方案,那么芯片供应商的选择、

设计经验,以及测试都是应该考虑的因素。如果不考虑高端产品的销售价格,就应该仔细斟酌区别好与坏LED的其他相关因素。

具备对包装等级进行分类能力的LED供应商,以及能够进行可靠性、加速生命周期测试的厂商是可以进行长期合作的,

这有助于制造商采用更可靠的LED开发高端产品。

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