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照明灯饰产品的评估与质量分析

作者:照明灯饰产品的评估与质量分析来源:互联网 日期:2014年11月10日 08:40

  古谤有云,质量以眼见为实,但多数情况下质量很难被描述。当你要描述一件半导体照明产品的性能时,能影响到产品质量的设计元素一般是不可见的。发光LED芯片只是整个系统中很小的一部分,整个系统的质量也不仅仅由其决定。只有采用系统性的方法来评估半导体照明产品,才能准确预测该产品在安装和使用寿命期间的性能表现。接下来让我们考虑若干有助于半导体照明开发者取得成功的设计元素。

  LED技术正在不断快速进化,但市场上许多LED光源制造商对其(www.jiqplastics.com)产品性能指标的宣传是未经核实的,包括色彩质量、光通量、效能、耐用性以及半导体照明产品的一般质量特性等。由于热设计或电路设计不佳而导致质量低下的半导体照明产品会引起电超限应力。上述状况再加上制造流程中的化学兼容性问题,会使LED的质量逐渐下降,甚至光源完全失效。图1显示了可能导致半导体照明光源质量下降甚至失效的设计或工艺问题。

  为了确保半导体照明产品的质量,对光源系统进行广泛的测试来精确测定设计余量并预测产品的长期可靠性。不仅仅是LED芯片,整个半导体照明系统都需要确保质量。美国科锐(cree)公司实施了一套系统的测试流程,对光源的热、电、机械、光度和光学(TEMPO)参数进行测试来评估半导体照明产品的质量。由科锐服务团队负责的TEMPO项目的重点是帮助LED客户解决其面临的技术难题。该项目能帮助研发人员快速克服系统设计挑战、节约研发成本、加快产品投放到市场的时间。

  照明产品系统评估的正确步骤包括多点测试和分析过程。工程人员必须进行一系列针对热、电、机械、光度和光学特性的测试,并提供一份包含所有相关数据的综合报告,来确认LED照明产品的性能。附表中详细列出了TEMPO项目的具体测试项。另外,该测试项目的结果可用于照明工程师协会IES批准的TM-21标准来预测LED寿命。

  测量和评估LED光源是具有挑战性的,而对于刚接触LED设计的照明制造商来说更是如此。固态光源包括许多不同的组件,包括LED芯片、电路板、光学、散射板、电流驱动器、电源、散热器以及机械外壳等。这些组件中的任何一个都能影响SSL产品的性能、质量或寿命。

  光源的系统性能还需要对包括机械结构和长期可靠性等方面进行评估。此外针对LED光源测得的结果还需要符合LM-79-08标准。评估需要提供测得结果与相关法规或安全标准的比较,后者包括能源之星(EnergyStar),DLC(DesignLightsConsortium)和UL标准等。

  热和机械测试

  大部分的LED失效都与温度有关。热管理及其导致的LED半导体芯片结温与LED的性能和寿命紧密相关。过高的结温会减少光输出并加速LED寿命的衰减。合理的LED光源的热管理及机械结构对于性能至关重要。需要使用多种技术来评价机械结构,例如LED焊点的X光成像等。必须测量实际热性能来验证热设计假设是确保半导体照明产品质量和可靠性。

  然而,半导体照明的热测量也不简单。热电耦布置位置不妥或被大量光子辐射都会得到不正确的温度测量结果。上述错误导致的设计问题就有可能影响LED最终产品的寿命。

  正确的做法应该是精确测量LED的焊点温度来确认半导体照明灯具中LED的结温。以TEMPO测试为例,它包括测量到的焊点温度,稳态状态下光源的红外光城乡,以及从上述测量结果计算得到结温。如图2中所示的温度测量和红外成像能有助于测量和阐明基于LED光源的热性能。

  图2中右侧两块相同PCB板红外成像的不同显示出了二者热性能的差异。左边的黄色的PCB板温度更低,右边的PCB板为亮红色,而且其中LED已为白热状,表明右边的PCB板在安装时存在热界面问题。

  LED和PCB板之间物理界面的质量,会对半导体照明系统的热性能产生主要影响,其主要通过X光成像进行评估。通过X光对PCB进行分析能有效检验焊接工艺的质量,并查出是否存在空洞或过量焊料的现象。将X光摄像头置于LED半球之上,焦平面与焊盘重合,就能清晰显示出焊接界面的质量。如果看到大量的焊料空洞或焊盘间有过量焊料颗粒则意味着LED焊接质量不佳。

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该资讯的关键词为:LED灯罩 

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