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LED防爆路燈光衰問題探討及分析

日期:2021-10-19 17:25
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摘要:
      LED防爆路燈光衰問題探討及分析
      LED路燈嚴重光衰的問題,需要從LED散熱技術的根本來解決。目前中國LED路燈成長率高于各國,據統計預測2013年仍將雄踞全球市場**。
      政策與市場的落差,除了LED標準尚未全然規范可供廠商遵循外,另一個潛伏的技術問題就是“LED路燈嚴重光衰”,導致安裝不到一年的LED路燈無法通過使用單位認證驗收。前述的LED標準規范統一制定問題,已有可能在近期內擬訂定案,至于“LED路燈嚴重光衰”就需要從LED散熱技術的根本來解決。
      LED路燈光衰竭的成因探討
      溫度其實就是LED路燈光衰的關鍵問題,偏偏LED路燈就卡在這個環節。LED路燈由于發光功率大于家用燈具,因此廠商在散熱基板鰭片、散熱模塊的設計上費盡苦心,組裝完畢需在燈具散熱模塊外面,加烤漆保護以防氣候侵蝕。不料這個外部保護的噴漆卻把散熱模塊的熱度又封了回去,造成散熱不佳導致LED磊晶光衰。
    LED磊晶發光熱能屬于小范圍的集中熱能,在高功率路燈的應用時,電力輸入功率也大,LED的接口溫度相當的高,在路燈長時間持續工作下,散熱模塊如不能有效散熱,就會影響LED使用壽命及發光表現,像目前的LED路燈嚴重光衰就是這些因素所造成。LED路燈是在戶外使用,有環境氣候的干擾因素,所以多半的廠商是將LED路燈散熱器外殼以陽極處理保護,或是加噴烤漆,以避免酸堿物質的侵蝕。
      陽極處理的壽命不長,時日稍久還是會氧化變色,如果要拆下重工,不但耗時耗工也會增加維護成本;烤漆保護成本較低,保護的功效也好,但是一般烤漆沒有散熱功能,漆體本身會形成阻隔作用,等于是加大LED路燈散熱器的熱阻抗,不但沒有幫助,反而因為把熱能封鎖在散熱器內,讓LED發光功率降低,*后就導致嚴重光衰。以上一直在LED燈具業界存在的嚴重困擾,幾乎是目前公共工程LED路燈無法順利通過采購單位驗收的主因。
     LED路燈光衰竭的解決建議
     要解決這些既存問題,建議路燈廠商從基本材料上著手,從根本由內而外的解決高功率LED熱源問題。舉例來說在發光組件與鋁基板的黏合時,導熱膠就扮演關鍵角色,有些廠商以為導熱膠膜或導熱膠墊的導熱系數要好,膜厚要越厚越好,卻沒想熱阻問題。導熱系數再好,碰到膜厚的熱阻也沒用。
     更何況導熱膠膜或軟質導熱墊片,并不能真正的與基板密合,貼合面其實存在著許多孔隙。這些孔隙在電子顯微鏡下觀看,就像是空洞的氣穴,也就是另一種形式的熱阻質。在這么多干擾熱傳導的熱阻存在之下,散熱導熱的效率無形中就被降低了。
     熱阻要低要用對導熱膠,推薦網印施工的軟陶瓷導熱膠。網印施工的軟陶瓷導熱膠不同于傳統的貼合式導熱膠膜,軟陶瓷導熱膠是軟質半液態,在網印機刮刀涂布于鋁基板時,導熱粒子會滲入基板表面的孔隙并予填補到滿。這樣就會形成一個完全平整沒有孔隙的平面,與LED磊晶載板黏合時會完全的密合。
     這樣一來就把熱阻減少到*低程度,熱度就能迅速的被傳導出去,自然就降低了LED晶粒的環境溫度,也延長磊晶的壽命以及大幅延緩光衰的發生。此外由于網印施工的軟陶瓷導熱漆具有延展性,在高溫烘烤或回焊時,會隨著鋁基板的熱脹冷縮一起變化,應力非常小,不會造成鋁基板彎翹,更不會爆板。
     LED燈具的成本結構隨著封裝技術、載板設計、散熱模塊結構的精進發展,質量不斷的提升,成本也隨著技術發展及市場需求而下降。但是投入在材料改進的廠商還不多,這主要是跟臺灣工商發展的歷程與習性相關。臺灣廠商長于制程與設計,在材料基礎研發上著墨較少。所以在解決技術問題或降低成本等議題上,比較偏向采購思維或是生管思維。但是美日廠商在**時間點,會從應用材料上去思考,從**的角度去降低成本,提升質量及增加獲利。
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