Вибір світлодіодних чіпів: за межами бренду – термічний опір, опір сірці та збереження світлового потоку

Вибір світлодіодних чіпів: за межами бренду – термічний опір, опір сірці та збереження світлового потоку

У специфікації світлодіодного світильника світлодіодний чіп має найвищу вартість і є найбільш часто використовуваним пунктом продажу – «Ми використовуємо чіпи Cree/Osram/Nichia» стало стандартною маркетинговою мовою майже для кожного виробника освітлювальних приладів. однак,різні серії, різні сорти та різні упаковки під одним брендом можуть призвести до значної відмінності фактичного терміну служби та амортизації просвіту.

Ви коли-небудь бачили таке: два світильники використовують одну марку чіпа, один втрачає менше ніж 10% світловіддачі через три роки, а інший стає помітно тьмяним лише за рік? Проблема зазвичай полягає вдеталі вибору чіпа. У цій статті аналізуються чотири ключові параметри – термостійкість, стійкість до сірки, збереження просвіту та процес пакування – щоб допомогти вам справді вибрати світлодіодний чіп із тривалим- терміном служби.

1. Термічний опір (Rθj-c): основний параметр, який більшість покупців ігнорує

У описі світлодіодних чіпів є параметр, важливіший за світловий потік –термостійкість-з-корпуса, позначається як Rθj-c (одиниця: градус /Вт). Він показує, на скільки градусів температура переходу світлодіода підвищується вище температури корпусу на кожен 1 Вт розсіюваної потужності.

Нижчий термічний опір означає краще розсіювання тепла та довший термін служби мікросхеми.

Приклад: дві світлодіодні мікросхеми потужністю 1 Вт, A з Rθj-c=10 градус /Вт, B з Rθj-c=5 градус /Вт. За тієї самої потужності приводу та тих самих умов тепловідведення температура спаю B буде на 5 градусів нижчою, ніж температура A. Згідно з моделлю Арреніуса, зниження температури переходу на 5 градусів приблизно продовжує термін служби світлодіодів на 15–20%.

Що робити покупцям:

Запитайте у постачальниказначення теплового опору– не просто слухайте назву бренду.

Для світлодіодів із середньою{0}}потужністю (0,5–1 Вт) Rθj-c має бути нижче 15 градусів/Вт; для високо-потужних світлодіодів (більше або дорівнює 1 Вт), нижче 8 градусів / Вт.

Світлодіоди з керамічною підкладкою, як правило, мають нижчий термічний опір, ніж корпуси на основі друкованої плати – віддавайте їм пріоритет.

2. Стійкість до сірки: фактор життя чи смерті в забрудненому середовищі

Це найбільш забутий режим відмови. Світлодіодні свинцеві рамки зазвичай посріблені як відбивна поверхня та електрод. Коли кріплення встановлено всередовища, що містять сірку(наприклад, поблизу гумових заводів, паперових фабрик, птахофабрик, певних промислових зон або навіть у закритих приміщеннях зі старими гумовими ущільнювачами, які виділяють сульфіди), сірка в повітрі реагує зі сріблом, утворюючи чорний сульфід срібла.

Сульфідація спричиняє різке зниження відбивної здатності, серйозне знецінення просвіту, а в серйозних випадках — обрив золотого дроту та вихід мікросхеми з ладу.Цей збій не має нічого спільного з самим світлодіодним чіпом – він повністю залежить від дизайну корпусу проти сульфідації.

Довговічні світлодіоди повинні мати наступні властивості проти сульфідації:

• Рама з мідного свинцюз потовщеним посрібленням (звичайна товщина покриття<80 microinches; anti‑sulfidation requires >120 мікродюймів).
• Антисульфідаційні добавкив капсулі або використаннясилікон з високим коефіцієнтом заломлення.
• Попереднє заповнення епоксидною смолоюабоущільнення днасвинцевої рами для блокування проникнення сульфіду з боків.
• Постачальник може надатизвіт про антисульфідаційні випробування(наприклад, випробування парами сірки або випробування сульфідом калію).

Якщо ваші світильники призначені для Південно-Східної Азії, Індії, Близького Сходу або інших регіонів з промисловим забрудненням або високою вологістю та вмістом сірки,ви повинні зробити антисульфідацію обов’язковим пунктом перевірки.

3. Підтримка світлового потоку (L70): не просто дивіться на заяву про «50 000 годин»

Усі світлодіодні чіпи постачаються зі специфікацією терміну служби, наприклад, «L70 Більше або дорівнює 50 000 годин», що означає, що за заданої температури переходу світловий потік залишається вище 70% початкового значення через 50 000 годин. Але тут ховаються дві типові пастки:

Пастка №1: Невизначена температура переходу
Багато недорогих чіпів вимірюють у лабораторних умовах на Tj=55 градус або навіть нижче. У реальному приладі Tj часто досягає 85–105 градусів, а L70 може руйнуватися до 10 000–15 000 годин.
рішення:Запитуйте у постачальникаДані L70 при градусі Tj=85– що відображає використання в реальному світі.

Пастка №2: L70 не є повним провалом
L70 просто означає 30% амортизації світлового потоку. Для багатьох комерційних освітлювальних приладів (офіси, супермаркети) 70% початкового потоку вже помітно тьмяні, і клієнти замінять світло раніше. Для високоякісних проектів запитуйте дані L90 (10% амортизації) або L80.
рішення:Для продуктів з тривалим терміном служби слід вибирати світлодіоди з L90 більше або дорівнює 36 000 годин або L80 більше або дорівнює 50 000 годин.

4. Процес пакування: різниця між золотим і мідним дротом

Електричні з’єднання між світлодіодним чіпом і провідною рамою здійснюються за допомогою з’єднання дротів. Використання високонадійних виробівзолотий дріт; використання чутливих до вартості продуктівмідний дрітаболегований дріт.

• Золотий дріт:Хороша пластичність, стійкість до корозії, чудова стійкість до термоциклування, довгий термін служби. Вища вартість.
• Мідний дріт:Більш твердий, вимагає більшої потужності ультразвуку під час склеювання, що може пошкодити електроди мікросхем, і більш схильний до корозії та поломки у вологому середовищі або середовищі, що містить сірку.

Рекомендація: For long‑life fixtures requiring >50 000 годин, наполягайтескріплення золотим дротомсвітлодіоди. Запитуйте у постачальникатовщина золотого дроту та сертифікація матеріалів.

Також перевірте процес приєднання матриці:евтектична матриця прикріпитимає набагато менший термічний опір, ніж звичайна срібна епоксидна смола. Для потужних світлодіодів кращим є евтектичний процес.

5. Рекомендовані бренди та серії мікросхем (для довідки)

Не всі серії бренду є чудовими. Нижче наведено визнані галуззю високонадійні серії:

Примітка:Навіть із зазначеними вище брендами переконайтеся, що ви купуєтесправжній оригіналзапчастини, які не належать до продажу, або бракуються. Дешеві джерела чіпсів «того ж бренду» можуть бути перероблені з викинутих приладів або бракованих марок.

6. Контрольний список для покупців та інженерів

Оцінюючи якість світлодіодного чіпа, обов’язково запитайте таку інформацію:

• Значення теплового опору Rθj-c(одиниця вимірювання: градус/Вт) і стандарт тесту.
• Звіт про випробування антисульфідації(випробування парами сірки або сульфіду калію, відсутність значного почорніння щонайменше через 72 години).
• Температура з'єднання, при якій вказуються дані L70(потрібні значення ступеня Tj=85).
• Матеріал дроту(золотий чи мідний дріт? вказана товщина?).
• Процес приєднання матриці(срібна епоксидна смола чи евтектика?).
• Товщина посріблення на свинцевій рамі(антисульфідація рекомендує більше або дорівнює 120 мікродюймів).

7. Ключові висновки

• Одного бренду недостатньо– різні серії та класи під одним брендом дуже відрізняються.
• Менший термічний опір означає довший термін служби– віддавайте перевагу керамічній підкладці, евтектичному кріпленню та стружці з низьким Rθj-c.
• У середовищах, що містять сірку, здатність проти сульфідації є критичною– без нього навіть найкращий бренд швидко знеціниться.
• Потрібні реальні дані L70(Tj=85 градус), не ідеальні лабораторні значення.
• Золотий дріт краще мідного, особливо для вологого, високотемпературного або зовнішнього застосування.

Щоб отримати специфікації світлодіодних мікросхем, звіти про випробування на вміст сірки або запити OEM/ODM, зв’яжіться з нами, щоб отримати докладні технічні дані.