鋁合金燈管在LED照明行業的應用及生產工藝分析
來源: 鋁合金切割機 發布時間: 2017-09-08 16:52:23
LED燈管制造現狀 LED燈管也俗稱LED光管、LED日光燈管、LED日光燈，其光源采用LED作為發光體。傳統的日光燈管又稱熒光燈，燈兩端各有一燈絲，燈管內充有微量的氬和稀薄的汞蒸氣，燈管內壁上涂有熒光粉，兩個燈絲之間的氣體導電時發出紫外線，使熒光粉發出可見光。 由于含有重金屬污染物質“汞”，使得報廢的熒光燈管對環境的污染十分嚴重。而LED燈管采用發光二極管作為光源，光效更高、更為節能、使用壽命更長，而且更為環保。成為目前階段代替熒光燈管的最理想產品。LED燈管與傳統的日光燈在外型尺寸口徑上都一樣，有T5燈管，T8燈管，T10燈管，長度有0.6m, 0.9m,1.2m,1.5m,1.8m，2.4m。
目前我們看到市場上的LED燈管，都是用長條形PCB板上安裝Ф5的小草帽白光LED，數量從一百多到二百多個，安裝焊接完成后外罩透明的PVC管材，PCB板的銅箔面用電子封灌膠和外罩一起封灌起來，兩端用日光燈的接口封裝，這樣就是我們見到的LED燈管，這種LED燈管的散熱主要是通過電子封灌膠和管內空氣傳導至PVC管材，由PVC管的表面向周圍的空氣傳出熱量，所以散熱不好，這也是此類燈管功率做不大的原因，一般燈管的功率在12W----18W之間，很少有超過20W的。這種制造LED燈管的方法，阻礙了LED燈管的進一步應用。即使目前有半鋁半塑的鋁型材燈管，但還是沒有解決散熱好問題，靠條型鋁基PCB或玻纖PCB插入鋁型材來散熱是要大打折扣的，這就是封裝、應用、散熱脫節，不能綜合考慮，以致于生產的LED照明產品質量不高，產品的商業前景也是令人擔憂。
采用鋁合金擠壓型材制造的LED燈管
采用鋁合金擠壓型材制造LED燈管
這種方法是將LED的散熱由鋁合金完成，鋁合金是暴露在空氣中， 中國再生鋁技術與市場 可以直接與空氣接觸形成空氣對流，可以較快的將LED工作時產生的熱量傳導并散發到空氣中去。采用鋁合金型材的好處是：能夠解決LED的散熱問題，同時生產產品靈活性高，需要多長就裁多長，方便做不同各種規格的產品，更可以和目前使用的20瓦、30瓦、40瓦的熒光燈支架相兼容。而鋁合金型材的截面可以有多種幾何圖形。鋁合金型材可以拉成單管、雙管，大尺寸的吸頂燈用材等，見鋁合金截面圖一、圖二、圖三，鋁合金型材的含鋁應大于等于80％，用于制作鋁基型材的平面光潔度要求較高，且平面可以不需要氧化，型材鋁基散熱條形材的制作，是根據所需長度下料，在型材平面均勻涂復高導熱的高分子粘合材料，再敷上銅箔，經過熱壓合而成，使用時根據電路需要，按照PCB的制作流程，制造出鋁型材MCPCB，封裝時所有的LED芯片都封裝在鋁基PCB上，這樣芯片固定在銅箔上，芯片工作時產生的熱量通過銅箔傳給粘合層，再傳到鋁合金型材上，最后通過空氣對流將熱量帶走。采用這種方法生產的鋁型材燈管具有散熱好，LED燈管功率可做到和普通熒光燈管的功率一樣，使LED燈管在商業化照明領域大顯身手。但是采用這種方法生產投入較高，要有一套專用的鋁型材基板的壓合設備，投入資金比較高，在產品的初期成本會較高，形成生產能力后，產品價格可以回到合理的水平。
鋁型材PCB可以用來封裝各種顏色的LED芯片，也可以安裝各種已封裝好了的LED貼片（SMD）制造出紅、黃、綠、藍、橙、白、紫外的LED燈管，以滿足不同行業的需求，其中白色、暖白色的LED燈管的生產制造有一定的難度，最關鍵的是光色一致的問題，（采用貼片安裝的LED燈管光色一致性較好，這是因為貼片生產過程已進行了分光挑選。）這是需要解決的難題，按照常規辦法：直接在芯片上點滴熒光粉，是不能完全解決色差的問題，必須采取新的工藝和新的方法解決多芯片封裝的色差問題。有效的解決辦法：一是在燈罩上直接涂敷熒光粉，或復蓋一層熒光粉薄膜，成為我們常見的熒光燈管的模式，只不過我們見到的是黃色外表，而普通熒光燈是白色外表。二是將熒光粉和透明塑料原粒按一定的比例混合，通過注塑機和模具擠壓出燈罩來，這種方法比在燈罩上涂敷熒光粉工藝更簡單。生產白光LED燈管更可以采用白光LED芯片來封裝，白光LED芯片是芯片外表已涂敷好了熒光粉，芯片外表看四周和頂部都均勻涂敷黃色熒光粉，只有正、負極鍍金，直接用金絲焊接就行，顯得更方便、封裝工藝更簡單。
還有就是在芯片波長的篩選上分檔要更嚴格，常見芯片的波長誤差是2nm，現在為了解決整體的色差問題，芯片波長的誤差應在0.5nm范圍內。芯片的工作電壓分檔也要更細由原來的0.2V一檔，改為0.05V一檔，即原來一檔芯片產品現在要變成四檔芯片產品（3—3.05V、3.05—3.1V、3.1—3.15V、3.15—3.2V），這樣上游芯片生產的廠家，其篩選機就要大大增加，至少要增加一倍以上，勢必要增加芯片成本，其實結果是一樣，在常規是在封裝好的產品用分光機分光篩選，這也是要成本的，一臺分光機也要幾十萬，但是在芯片階段分選要比下游分選更好，給芯片封裝的下游提供了很大的方便，可以減少設備的投入。特別是多芯片封裝和模組封裝有著重大意義。如果芯片能夠在波長、正向電壓、發光強度細分，這將提高多芯片封裝和模組封裝的整體質量水平。給整個燈具制造減少熱阻到最低程度，使LED燈具質量上一個新臺階。以現在的壘晶的工藝水平，其反向漏電流是在-5V的電壓測得，不大于0.5微安，這個測試電壓低了，應該將反向漏電流的測試電壓至少提高到-10V，因為過去的測試電壓跟當時的壘晶水平相適應，現在水平提高了就應修改測試電壓，更可以使LED的壘晶水平提高一個檔次，改善和提高芯片的質量，有利于LED行業的健康發展。
實行鋁合金燈管工業化生產的另一個難題是要有一套自動化的固晶、焊接設備，目前市場上沒有現成的這種設備，其實這也不是很難的事情，只要在原有的固晶、焊接設備進行改進和制作專用的夾具，就可以實現自動化功能。只有自動化程度高了生產的產品一致性才能好，整個LED照明行業的水平才能提高，成本才能下降，LED普通照明就會早入進入老百姓家中。
浙公網安備 33022602000237號
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