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　　LED燈珠發(fā)黑是LED廠家經(jīng)常碰到的問題。統(tǒng)佳做了一系列的檢測得出LED燈珠發(fā)黑只是表象，碳化、氧化、硫化、氯化、溴化、和化學(xué)不兼容化等原因均會導(dǎo)致LED燈珠發(fā)黑的現(xiàn)象。[敏感詞]簡單介紹一下：

　　1.碳化

　　LED燈珠六大原物料(芯片、支架、固晶膠、鍵合線、熒光粉、封裝膠)的材料缺陷和3大封裝工藝(固晶、打線、灌膠)的工藝缺陷都有可能導(dǎo)致LED燈珠產(chǎn)生極高的溫度，造成LED燈珠局部或整體發(fā)黑、光源碳化。LED燈具散熱設(shè)計不合理、散熱材料導(dǎo)熱系數(shù)低、電源設(shè)計不合理、回流焊缺陷太多也會造成光源碳化。

　　2. 氧化

　　銀在高溫高濕的環(huán)境下，會極易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成黑色的氧化銀。統(tǒng)佳在確診LED燈珠發(fā)黑原因為鍍銀層氧化后，將建議客戶進一步做光源和燈具氣密性檢查，根除濕氣滲透途徑。

　　3. 硫化、氯化、溴化

　　LED燈珠支架上的鍍銀層接觸含硫氣體會生成硫化銀，接觸酸性含氮的氯、溴氣體則會生成對光敏感的鹵化銀，這都會導(dǎo)致光源發(fā)黑失效。光源硫/氯/溴化在LED燈珠和燈具的生產(chǎn)、存儲、老化、使用的每個環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生。所以LED燈珠發(fā)黑被確定為硫/氯/溴化后，建議客戶要根據(jù)硫/氯/溴化發(fā)生的環(huán)節(jié)，選擇具體的排硫方案。排硫/氯/溴檢測項目有：燈具排硫/氯/溴(含內(nèi)置電源)、燈具排硫/氯/溴(除外置電源)、電源排硫/氯/溴、輔料排硫/氯/溴、封裝車間排硫/氯/溴、照明車間排硫/氯/溴、回流焊車間排硫/氯/溴。

　　4. 化學(xué)不兼容性

　　LED燈珠發(fā)黑還可能是由于化學(xué)物質(zhì)的污染而造成，這種發(fā)黑現(xiàn)象會經(jīng)常出現(xiàn)在具有很少或沒有空氣流動的密封燈具中。所以LED燈珠發(fā)黑確定是由化學(xué)兼容性問題造成，建議客戶針對燈具所用物料做化學(xué)不兼容性排查，以找出與光源不兼容的物料。

　　一、大功率LED燈珠透鏡的材料種類

　　1.大功率LED燈珠硅膠透鏡

　　a.因為硅膠耐溫高(也可以過回流焊)，因此常用來直接封裝在LED燈珠芯片上。

　　b.一般硅膠透鏡體積較小，直徑3-10mm。

　　2.大功率LED燈珠PMMA透鏡

　　a.光學(xué)級PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱：亞克力)。

　　b.塑料類材料，優(yōu)點：生產(chǎn)效率高(可以通過注塑、擠塑完成);透光率高(3mm厚度時穿透率93%左右);缺點：溫度不能超過80°(熱變形溫度92度)。

　　3.大功率LED燈珠PC透鏡

　　a.光學(xué)級料Polycarbonate(簡稱PC)聚碳酸酯。

　　b.塑料類材料，優(yōu)點：生產(chǎn)效率高(可以通過注塑、擠塑完成);透光率稍低(3mm厚度時穿透率89%左右);缺點：溫度不能超過110°(熱變形溫度135度)。

　　4.大功率LED燈珠玻璃透鏡

　　光學(xué)玻璃材料，優(yōu)點：具有透光率高(97%)、耐溫高等特點;缺點：形狀單一、易碎、批量生產(chǎn)不易實現(xiàn)、生產(chǎn)效率低、成本高等。但是，目前國內(nèi)已有極少廠家開始研發(fā)玻璃模造工藝，使用模具熔鑄生產(chǎn)玻璃透鏡，可生產(chǎn)各種形狀、特殊表面的透鏡。另外，模具化生產(chǎn)，產(chǎn)品一致性好、精密度高，并且可以極大的提升生產(chǎn)效率，有效降低玻璃透鏡的成本，加上透光率高的特點，玻璃透鏡勢必成為光學(xué)塑料類大功率LED燈珠透鏡的替代性產(chǎn)品。不過目前此類生產(chǎn)設(shè)備的價格高昂，短期內(nèi)很難普及。此外玻璃較PMMA、PC料易碎的缺點，還需要更多的研究與探索，以現(xiàn)在可以實現(xiàn)的改良工藝來說，只能通過鍍膜或鋼化處理來提升玻璃的不易碎特性，雖然經(jīng)過這些處理，玻璃透鏡的透光率會有所降低，但依然會遠遠大于普通光學(xué)塑料透鏡的透光效果。所以玻璃透鏡的前景將更為廣闊。

　　二、大功率LED燈珠透鏡的應(yīng)用分類

　　1.一次透鏡

　　a.一次透鏡是直接封裝(或粘合)在LED燈珠芯片支架上，與LED燈珠成為一個整體。

　　b.LED燈珠芯片(chip)理論上發(fā)光是360度，但實際上芯片在放置于LED燈珠支架上得以固定及封裝，所以芯片[敏感詞]發(fā)光角度是180度(大于180°范圍也有少量余光)，另外芯片還會有一些雜散光線，這樣通過一次透鏡就可以有效匯聚chip的所有光線并可得到如180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度，但是不同的出光角度LED燈珠的出光效率有一定的差別(一般的規(guī)律是：角度越大效率越高)。

　　c.一次透鏡一般用PMMA、PC、光學(xué)玻璃、硅膠等材料。

　　2.大功率LED燈珠二次透鏡

　　a.二次透鏡與LED燈珠是兩個獨立的物體，但它們在應(yīng)用時確密不可分。

　　b.二次透鏡的功能是將LED燈珠光源的發(fā)光角度再次匯聚光成5°至160°之間的任意想要的角度，光場的分布主要可分為：圓形、橢圓形、矩形。

　　c.二次透鏡材料一般用光學(xué)級PMMA或者PC;目前只在特殊情況下才選擇玻璃。但隨著玻璃模造工藝的推廣與普及，二次透鏡將會迎來一次材料性的革命，光學(xué)玻璃將替代光學(xué)級的PMMA或者PC。

　　三、大功率LED燈珠透鏡規(guī)格分類

　　1.穿透式(凸透鏡)

　　a.當(dāng)LED燈珠光線經(jīng)過透鏡的一個曲面(雙凸有2個曲面)時光線會發(fā)生折射而聚光，而且當(dāng)調(diào)整透鏡與LED燈珠之間的距離時角度也會變化(角度與距離成反比)，經(jīng)過光學(xué)設(shè)計的透鏡光斑將會非常均勻，但由于透鏡直徑和透鏡模式的限制，LED燈珠的光利用率不高及光斑邊緣有比較明顯的黃邊(產(chǎn)生黃邊的原因暫不贅述);

　　b.一般應(yīng)用在大角度(50°以上)的聚光，如臺燈、吧燈等室內(nèi)照明燈具;

　　2.折反射式(錐型或杯型)

　　a.透鏡的設(shè)計在正前方用穿透式聚光，而錐形面又可以將側(cè)光全部收集并反射出去，而這兩種光線的重迭(角度相同)就可得到最完善的光線利用與漂亮的光斑效果;

　　b.也可在錐形透鏡表面做些改變，可設(shè)計成鏡面、磨砂面、珠面、條紋面、螺紋面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。

　　3.透鏡模塊

　　a.是將多個單顆透鏡通過注塑完成一個整體的多頭透鏡，按不同需求可以設(shè)計成3合1、5合1甚至幾十顆合一的透鏡模塊;也可以把兩個單獨的透鏡通過支架組合在一起。

　　b.此設(shè)計有效節(jié)省生產(chǎn)成本，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，節(jié)省燈具機構(gòu)空間，更容易實現(xiàn)“大功率”等特點。

　　四、大功率LED燈珠透鏡的設(shè)計與模具加工

　　1.首先取決于光源(大功率LED燈珠)，不同品牌的大功率LED燈珠其芯片結(jié)構(gòu)與封裝方式、光線特性等均會有所區(qū)別，從而造成同樣的透鏡搭配不同規(guī)格品牌LED燈珠時差異;所以要求有針對性開發(fā)(以主流品牌為導(dǎo)向)，才能達成實際需要的效果;

　　2.利用光學(xué)設(shè)計軟件(如Code V、ZEMAX、TracePro、ASAP、LighTools等)和機械建模軟件(如：Pro/E、UG、SOLIDWORKS等)進行設(shè)計和光學(xué)仿真，不斷優(yōu)化而得到相應(yīng)的光學(xué)透鏡

　　3.LED燈珠透鏡本身屬于精密光學(xué)配件，故其對模具的精度要求極高，特別是透鏡光學(xué)曲面的加工精度要達到0.1μm。一般對此類高精度模具的加工必須具有以下設(shè)備：超精密加工機(如：PRECITECH NANOFORM 350)、CNC 綜合加工機、精密磨床、精密銑床、鉆床、CNC精密火花機、表面輪廓儀、干涉儀等。

　　4.模具最精密的部件在于光學(xué)模仁，首先必須選用專用模仁鋼材(如：瑞典S136鏡面鋼)經(jīng)過熱處理到55°，完成粗胚，在粗胚上經(jīng)過鍍鎳處理后再用超精密加工機進行曲面加工而得到。

　　五，大功率LED燈珠透鏡的用料及生產(chǎn)

　　1.LED燈珠透鏡作為光學(xué)級的產(chǎn)品，對透光性、熱穩(wěn)定性、密度、折射率均勻性、折射率穩(wěn)定性、吸水性、混濁度、[敏感詞]長期工作溫度等都有嚴(yán)格的要求。因此，必須根據(jù)實際選擇透鏡的材料。原則上選擇光學(xué)級PMMA，如有特殊的需求可選擇光學(xué)級PC。

　　2.必須配備萬級甚至更高級別的無塵車間，作業(yè)人員必須著防靜電服裝、戴手指套、戴口罩等防靜電防塵措施，并且定期對車間做檢驗與清理。

　　3.須有專業(yè)的光學(xué)注塑機如東芝、德馬格、海天、震雄等品牌的注塑機，并嚴(yán)格控制注塑工藝才能得到合格的產(chǎn)品。

　　4.產(chǎn)品檢驗：無氣泡、無凹陷、無縮痕、無流紋、無月牙;形狀精度 Rt<0.005 表面粗糙度 Ra<0.0002。

　　5.產(chǎn)品必須用防靜電防塵PVC包裝，并且須完全密封包裝，存放必須嚴(yán)格控制溫度與濕度，并且[敏感詞]不要存放超過一年以上。