? ? ?上次說完LED光效、LED熱阻，這次我們來說說LED光衰，LED光衰是業界共同關心急待解決的技術難題，那么什么是LED光衰、照成LED光衰的原因又是什么、如何更好的預防LED光衰？？？

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1.LED光衰

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LED光衰是指LED經過一段時間的點亮之后，其光強比初始光強會降低，且不能恢復，即降低的部分稱為LED的光衰。目前我國尚未制定LED光衰的定義及通用標準。GB/T24823-2009要求LED模塊性能要求規定的光通維持率是在燃點3000h時，其光通維持率應不低于92%僅試用室內燈具的某個產品，業界普遍呼吁國家盡快制定LED光衰標準。

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2.LED光衰是光源部件超過耐溫極限不可逆的損傷現象

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眾所周知，LED工作之后其光強會著芯片結溫升高而下降，光效隨之降低，這是半導體隨溫度變化的固有的物理特性，只要光源某個部件不超過溫度極限而損傷，LED停止之后溫度降到原始値,其光強還會恢復如初，也就是說LED不管工作多久、反復多次只要初始光強不變就不能認為光衰，光衰是指光源因長時間工作溫度超過極限値而光強恢復不到初始値稱為光衰，亦即光通量下降不可逆轉才是真正意義的光衰。LED光衰是光源部件超過耐溫極限不可逆的損傷現象。

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3.目前所有芯片廠和封裝廠所標稱的光效都是瞬態光效

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有人認為美國CREE公司公布的LED芯片結溫和之間的關系曲線是LEF光衰曲線,不少人將它視為LED芯片光衰曲線，以至封裝廠也將它搜搬抄到出廠規格書中，這是錯誤的。

世界上無論哪個公司對外公布產品性能指標必須有可操作性和可重復性，也就是說客戶購買你的產品對其規格無法或難以檢驗，則無法通行。一些國外廠商有意夸大光效超過傳統值數倍是沒有任何實用意義的，因為LED光效與光衰不是由LED芯片單一因素造成，它與系統熱阻諸多條件有關，拿試驗室光效說事只有宣傳意義沒有任何實用意義，某公司如推出303LM/W產品而閉門不推向市場，業界無法理解和認同。再說決定LED光效芯片不是唯一原因，也不是主要原因，用戶一味追求某品牌而不重視系統設計是認識誤區，會勞而無功、事倍功半。

1.LED光衰是光源材料損傷而引起的不可逆轉的衰減失效現象

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LED光衰是指LED經過一段時間的點亮后，其光強會比原來的光強要低，而低了的部分就是LED的光衰，目前我國尚未制定LED光衰標準，行業內部規定 5000H小時光通量維持率≥70%，美國能源之星LM-80規定 6000H，光通量維持率≥94.1%認為失效。

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2.光通量下降不等于光衰

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LED工作之后其光強會隨著芯片結溫升高而下降，光效隨之降低，這是半導體隨溫度變化的固有的物理特性。只要LED光源某個部件不超過溫度極限而損傷，LED停止待溫度復原后其光強値還會恢復如初，也就是說LED不管工作多久，只要初始光強不變就不能認定為光衰。筆者認為，LED光衰是指LED光源因某種材料損傷不再恢復的失效現象, 亦即LED光源在所規定的時間內無損光通量(初始光強)與有損光通量(衰減而不可恢復光強)之比值。

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3.LED光源光衰的主要原因是膠體耐溫不夠

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芯片(包括熒光粉)屬無機材料，實驗證明芯片和熒光粉在二、三百度高溫工作原則上不成問題。從光源系統講，導致LED光衰的主要原因是膠體耐溫不夠，目前最好的封裝膠耐溫僅一百多度，測試證明一個50W的集成光源在足夠大的散熱器工作時膠體溫度往往高達200多度，無論是灌封膠還是PPA在長時期高溫運行必然會造成膠體龜裂、碳化，與芯片分離進而造成光衰。

1.為何要提高LED光源的耐溫度特性

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由于LED發熱經過多個熱阻通道之后，與散熱器溫差高迖30-40多度，散熱器發熱較低，低溫熱源在自然散熱條件下散熱效率很低，LED因為熱源通過對流和輻射將熱量傳到空氣中，如果LED散熱器溫度與環境溫度相差很小，再加大散熱器面積其散熱量變化甚微。理論研究表明，輻射散熱量與溫度的4次方成正比：Q= εσ S(T w 4－T0 4 )，溫差越大熱量散發越多。亦即在相同環境溫度下散熱器溫度越高、所散發的熱量越多。因此適當提高散熱器的工作溫度，控制在LED光源長時工作后穩態光效無大變化而不發生光衰為原則。這種提高LED光源耐高溫的設計思路，不僅僅是基于平衡散熱與成本考量，更主要是讓LED光源在較高溫度下安全工作而不發生光衰。這樣不僅可減少散熱器用量和成本，而且還可加大芯片的工作電流的承載能力，同時達到減少LED光衰延長使用壽命目的，是一舉多得的設計革命。

2.如何讓LED光源耐受高溫

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自從LED問世以來，業界付出了巨大投資去研究LED光衰。LED散熱牽動著每個從事LED人的神經，想盡了很多辦法，其中：

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倒裝技術：倒裝芯片技術早在10年前國外大公司投巨資研究，旨在免用襯底膠晶粒直焊技術，不僅免除了正倒裝芯片在表面打線致命傷，還可通過直焊技術有效降低封裝熱阻，讓光源耐受高溫,業界普遍認為是LED封裝的前沿技術。但是人們要問：經過這多年研究實驗，為何倒裝技術遲遲不能取代正裝芯片技術而成為主流？其根本原因是：倒裝早期工藝不僅依賴陶瓷基板，還要依賴鋁 (銅)基板，由于（兩次）過錫焊要經受280度高溫，會對材料和部件造成損傷。陶瓷基板和金屬基板相比反光率不高，瞬態光效難以提高，陶瓷基板的導熱率和芯片接觸面積有限也決定了穩態光效難以提高。加工成型和安裝都不如金屬基板簡單方便，倒裝工藝兩次過錫焊和陶瓷基板 +鋁基板雙重熱阻足以將上述優勢抵消怠盡。另外，倒裝工藝的熱壓焊、回流焊等設備價格貴，且不成熟，考驗倒裝技術未來前途還是LM\元值，亦即光效第一，價格為王。所以造成了小廠觀望，大廠產品推廣困難尷尬局面。倒裝芯片技術未來發展方向一是與鏡面鋁COM聯姻，二是與熒光薄膜嫁接。

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熒光粉遠離芯片技術：熒光粉與灌封膠將芯片緊緊包裹，嚴重影響散熱。讓熒光粉遠離芯片，可以降低光源封裝熱阻。國際上熒光粉與芯片分離技術專利多達兩三百項，但至今市場尚未見到這類產品成功問世，原因是該技術的難點在于熒光粉遠離芯片后如何改變層間介質折光匹配，以及芯片與金線裸露如何得到防護也是該技術難點。目前有些廠用熒光薄膜在小量功率光源實驗，但制造工藝及材料耐侯性尚未成熟，熒光粉遠離芯片技術不僅可以降低光源封裝熱阻，更重要的是可革除封裝廠中的混膠、抽真空、烘烤等繁雜工藝。一旦突破無疑將是一場改變封裝格局的技術革命。

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液冷散熱技術：將芯片浸入冷卻液的散熱方法，是讓LED浸泡在透光導熱的液體之中。由于液體的熱流交換將熱能快速傳遞和耗散。只要芯片與導熱液存在溫差，其熱流交換永不停止。它可有大大降低封裝熱阻，是非常好的設計思路。國內外不少專家提出這種方法，專利不計其數。但實際設計中，在一狹小封裝空間注入液體冷卻，并經受高低溫反復變化而不會漏液，其結構設計難度很大。

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采用集成(COB) 封裝，相對多顆小功率陣列來說，因為光強與散熱并聯，可增加光強/熱阻比。

革去襯底膠、革去灌封膠，革去圍壩膠高溫易損材料，提高光源耐溫特性。

減少光路全反射，優化出光角度，提高LED光源岀光效率，減少系統發熱。

革去鋁基板，可提高穩態光效與瞬態光效比。

減少透鏡配光損耗。

減少防護構件的擋光損耗。

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