创新发展的柔性LED灯丝技术

By | 2020年7月24日

  灯丝灯通过N多年的倒退,深受世界市场的青眼。无论是北美、南美仍是欧洲、中东、非洲、澳洲、日韩,都张开双臂欢送灯丝灯的到来!竞购灯丝灯!灯丝灯采纳翻新的HVLEDs技巧,使N多颗LED灯珠芯片串连成HVLEDs模组,工作正在高电压VF=DC40-280V、小电流IF=10-60mA的低能耗降温状态;规范的4根LED灯丝的A60球泡灯,延续工作几十小时,玻璃泡的温度正在摄氏37度如下。成为一种灯头没有烫而平安的LED照明光源。与以往的LVLED使用技巧相比拟,LVLED工作正在低电压VF=DC3.2-32V、年夜电流IF=150-700mA的状态,工作时灯头温度高达摄氏80-120度!不断处于低温高能耗,即使应用各类方式的铝合金散热器,也不断不处理疾速散热的技巧难题。

  2015年柔性LED灯丝技巧开端成熟,2016年终采纳柔性LED灯丝制作的柔性灯丝仿古灯立即哄动海内市场,无论是北美欧日仍是南非中东,有数客商剑指相求,柔性LED灯丝仿古灯登时成为了热门热销品!柔性LED灯丝仿古灯成为贸易情形照明、气氛照明的奇葩配角!

  灯丝灯必定代替白炽灯

  据相关方面统计,2014年全世界白炽灯的年需要量达90亿个,2014年中国消费白炽灯44.34亿个。白炽灯很快将被世界列国禁用,甚么样的灯能做到性价比相近而取而代之?对现今照明工业来讲无疑是微小的时机与应战!灯丝灯作为新一代的平安LED照明光源已锋芒毕露!灯丝灯能做到360度的全周光!最靠近传统钨丝灯配光。标配的灯丝灯点亮时不必散热器也没有烫!灯丝灯色温设定非常不便简约!灯丝灯是功能比白炽灯好,应用不便,价钱廉价的生产电子产物。

  2015中国灯丝灯的年产量约莫1.3个亿灯胆,2016年有可能减产到
5–8亿个灯胆!要间接填补白炽灯的市场另有很年夜的产能空白!因而机会微小!

  

  图1 功能优胜的LED灯丝灯

  刚性灯丝与柔性灯丝

  2012年研发灯丝灯产业化消费时,已明白布局LED灯丝系列倒退因基底资料没有同而分为硬灯丝以及软灯丝。

  硬灯丝以蓝宝石、陶瓷、玻璃以及金属为基底资料,成直丝或弧形态态。

  软灯丝以铜箔覆合高份子薄膜(FPC、BT、PE等)为基底资料,柔性灯丝比拟柔软,具可塑性,能够拗外型。

  铜箔覆薄铝基材或陶瓷铝基材适宜做可塑软灯丝,含铝基的灯丝导热较好。

  无论是刚性灯丝仍是柔性灯丝均采纳HVLED技巧,N颗LED灯珠芯片串连成HVLEDs模组。刚性灯丝通常采纳正装固晶技巧,柔性灯丝为了保障柔性状态下LED灯珠芯片衔接的牢靠性,必需采纳倒装芯片技巧。

  

  图2 刚性灯丝(左)与柔性灯丝(右)

  柔性LED灯丝

  柔性LED灯丝采纳柔软而可塑外型的覆铜箔FPC薄膜为基底底资料。采纳无背镀的倒装LED芯片,如蓝光LED芯片,发光时透过黄绿荧光粉,激起二次发光,出现白光。管制黄绿荧光粉中混入红粉的量可调理灯丝的色温。

  也可用黄光、绿光等LED芯片制作黄光、绿光等黑白柔性灯丝。

  

  图3 白光柔性LED灯丝

  FPC是Flexible Printed
Circuit的简称,FPC软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具备高度牢靠性,绝佳的可挠性印刷电路。又称软性线路板、柔性印刷电路板,挠性线路板,具备配线密度高、分量轻、厚度薄的特性。不断应用正在手机、条记本电脑、PDA、数码相机、LCM等不少电子产物中。

  早正在七十年月初,咱们曾用覆康铜箔的聚酰亚胺薄膜消费电阻应变片(Strain
gauge),一种柔性的可变电阻(图4)。用作非电量电测精细测试的数据采集。不断相沿至今。兴许是FPC进入电子使用技巧之始祖。

  

  图4 七十年月初的电阻应变片柔性LED灯丝采纳覆铜箔聚酰亚胺薄膜

  PFC为基底资料,正在铜箔上印刷需求的衔接线路以及焊接装倒装LED芯片的焊接点,並进行蚀刻。正在蚀刻好电路的覆铜箔FPC基条上先涂覆底层荧光粉,以便倒装LED芯片焊接面的蓝光穿透孕育发生白光。粘贴倒装LED芯片,过回流焊固化。涂覆下层荧光粉,而后加温固化。黄绿荧光粉必需裹覆蓝光LED芯片整体,以防蓝光泄出。柔性LED灯丝构造分析如图5。

  

  图5 柔性LED灯丝构造分析

  消费进程中的柔性LED灯丝如图6所示。

  下面成排的柔性LED灯丝,能够明晰地看到正在FPC薄膜上蚀刻后精密的覆铜箔印刷线路。

  上面成排的柔性LED灯丝,第一、2根以及六、7根是已正在铜箔印刷线路上固晶的灯丝,已粘贴倒装LED芯片,并经回流焊固晶。第三、四、5根以及八、九、10根是固晶后已涂裹好荧光粉的灯丝。

  柔性LED灯丝中间的引脚采纳铆压铁镀镍端子。采纳铁质端子是不便消费工艺中与灯胆玻璃芯柱上的杜美丝或铁丝的结实点焊。

  蚀刻好的FPC上,铜箔线路非常精细精密。FPC的厚度仅0.01妹妹。铜箔的厚度约0.03–0.05妹妹。FPC具高透光率,约90%
的透光率,且正背面无阴阳面。FPC具阻燃性,高导热率。基于FPC的柔性LED灯丝无比的柔软。

  柔性灯丝全副采纳倒装无背镀LED芯片,无金线封装的断丝、零落之忧。倒装芯片封装技巧成熟,工艺制程简化,消费快捷,牢靠性好,可耐低温。白光柔性灯丝采纳无背镀蓝光LED芯片。黑白柔性灯丝可采纳无背镀黑白LED芯片。

  

  图6 消费进程中的柔性LED灯丝

  电子显微镜下所见柔性灯丝上的倒装LED芯片如图7所示,FPC薄膜上的铜箔线路、倒装LED芯片、焊点明晰可见。

  

  图7 电子显微镜下所见柔性灯丝上的倒装LED芯片

  LED芯片是长晶正在蓝宝石基板上的,由P-N结组成发光二极管。蓝宝石并非蓝色的,而是通明的人造白宝石。

  倒装LED芯片正在P、N电极上再长出二个合金电极,以便与FPC板上的铜箔印刷线路焊点焊接。

  LED发光二极管是无背镀的,因而它先后上下六面都可出光。蓝宝石这一壁出光最年夜。倒装LED芯片正在FPC上的剖图如图8所示。

  

  图8 倒装LED芯片正在FPC上的剖图

  LED柔性灯丝等效电路如图9所示。133妹妹长的柔性灯丝下面有LED芯片44颗,1串2并。

  

  图9 LED柔性灯丝等效电路柔性LED灯丝典型规格

  柔性LED灯丝的次要技巧参数是柔性灯丝的长度(妹妹)、基底资料(PFC)、工作电流(IF)、工作电压(VF)、色温(K)、显指(Ra)、光效(lm)。

  柔性LED灯丝的长度能够按照仿古灯的灯丝外型设计需求进行抉择。柔性LED灯丝仿古灯没有是照明光源,因而,它的功率没有需求很年夜,工作电流正在10-40mA阁下。

  柔性LED灯丝典型规格参数可见图10。

  

  图10 柔性LED灯丝典型规格参数

  商用气氛仿古灯倒退趋向

  商用气氛仿古灯倒退趋向,在依托柔性LED灯丝的劣势将有更丰厚多彩的翻新产物溢出。最早进入商用气氛的仿古灯是钛丝爱迪生灯,它用钛灯丝,钛丝有亮度,但不照明性能,正实用贸易气氛仿古灯的要求。跟着钛丝的裁汰,启用LED硬灯丝,因为都是直而短的灯丝很难设计圆滑多变联贯的外型。因而,柔性LED灯丝的降生,仿古灯的灯丝外型设计有此都迎刃而解了!柔性LED灯丝将有助商用气氛仿古灯的多种类化的翻新倒退(图11)。

  

  图11 商用气氛仿古灯倒退趋向

  现在,采纳柔性LED灯丝的仿古灯曾经归纳出种类单一、灯丝外型多变、曲线柔美的仿古灯。按照灯丝正在灯胆内的陈列,曾经有T型以及F型的仿古灯丝灯(图12),并且新的外型不断屡见不鲜(图13),更多的翻新外型还患上依托更多的LED照明从业工程师的发明创造!

  2017年将迎来LED灯丝灯的春天!LED灯丝将有更多的翻新产物涌现!除了直丝、弧丝外,石墨烯灯丝,柔性灯丝,可塑铝基灯丝以及可塑陶瓷铝基灯丝曾经接踵降生!

  柔性LED灯丝已有美迪森、鋈新、德煜、客临以及鑫等数家公司批量消费。

  

  图12 T型以及F型的仿古灯丝灯

  

  图13 新的外型仿古灯丝灯屡见不鲜

  参考材料

  《技巧翻新的LED灯丝球泡灯》 《照明》2013 颜重光 2013-04-20

  《LED灯丝灯胆设计技巧》 《照明》2013 颜重光 2013-06-28

  《LED灯丝灯的电源设计技巧》 《照明》2014 颜重光 2013-12-15

  《LED灯丝设计要害技巧讨论》 《照明》2014 颜重光 2014-04-08

  《LED灯丝灯翻新技巧新析》 《照明》2014 颜重光 2014-08-09

  《灯丝灯驱动电源选用技巧》 《照明》2015 颜重光 2015-04-20

  《带散热器的新一代灯丝灯设计计划》 《照明》2015 颜重光 2015-05-23