创新睁开的柔性LED灯丝技术

灯丝灯颠末N多年的睁开,深受世界市场的青眼。不管是北美、南美还是欧洲、中东、非洲、澳洲、日韩,都伸开双臂迎接灯丝灯的到来!竞购灯丝灯!灯丝灯采纳创新的HVLEDs技术,使N多颗LED灯珠芯片串联成HVLEDs模组,工作在高电压VF=DC40-280V、小电流IF=10-60mA的低能耗降温状况;模范的4根LED灯丝的A60球泡灯,连续工作几十小时,玻璃泡的温度在摄氏37热缦。成为一种灯头不烫而平安的LED照明光源。与以往的LVLED应用技术相比较,LVLED工作在低电压VF=DC3.2-32V、大电流IF=150-700mA的状况,工作时灯头温度高达摄氏80-120度!不停处于高温高能耗,即便应用各种情势的铝合金散热器,也不停没有解决疾速散热的技术难题。

2015年柔性LED灯丝技术开端成熟,2016岁首年月采纳柔性LED灯丝制作的柔性灯丝仿古灯立刻轰动外洋市场,不管是北美欧日还是南非中东,有数客商剑指相求,柔性LED灯丝仿古灯顿时成为了抢手热销品!柔性LED灯丝仿古灯成为商业情景照明、气氛照明的奇葩主角!

灯丝灯必然替代白炽灯

据无关方面统计,2014年全世界白炽灯的年必要量达90亿个,2014年中国临盆白炽灯44.34亿个。白炽灯很快将被世界列国禁用,什么样的灯能做到性价比相近而取而代之?对当今照明产业来说无疑是弘大的机遇与挑衅!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!最接近传统钨丝灯配光。标配的灯丝灯点亮时不用散热器也不烫!灯丝灯色温设定十分便利简洁!灯丝灯是机能比白炽灯好,应用便利,价钱便宜的消费电子产品。

2015中国灯丝灯的年产量大约1.3个亿灯泡,2016年有可能增产到 5--8亿个灯泡!要间接填补白炽灯的市场另有很大的产能空缺!因此机遇弘大!


图1      机能优越的LED灯丝灯

刚性灯丝与柔性灯丝

2012年研发灯丝灯工业化临盆时,已明白计划LED灯丝系列睁开因基底资料分歧而分为硬灯丝和软灯丝。

硬灯丝以蓝宝石、陶瓷、玻璃和金属为基底资料,成直丝或弧形状况。

软灯丝以铜箔覆合高分子薄膜(FPC、BT、PE等)为基底资料,柔性灯丝比较柔软,具可塑性,可以或许拗造型。

铜箔覆薄铝基材或陶瓷铝基材得当成可塑软灯丝,含铝基的灯丝导热较好。

不管是刚性灯丝还是柔性灯丝均采纳HVLED技术,N颗LED灯珠芯片串联成HVLEDs模组。刚性灯丝通常采纳正装固晶技术,柔性灯丝为了包管柔性状况下LED灯珠芯片衔接的靠得住性,必需采纳倒装芯片技术。


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造型的覆铜箔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,引发二次发光,呈现白光。节制黄绿荧光粉中混入红粉的量可调节灯丝的色温。

也可用黄光、绿光等LED芯片制作黄光、绿光等彩色柔性灯丝。


图3      白光柔性LED灯丝

FPC是Flexible Printed Circuit的简称,FPC软性印制电路因此聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度靠得住性,绝佳的可性印刷电路。又称软性线路板、柔性印刷电路板,性线路板,具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特色。不停应用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多电子产品中。

早在七十年月初,咱咱咱们曾用覆康铜箔的聚酰亚胺薄膜临盆电阻应变片(Strain gauge),一种柔性的可变电阻(图4)。用作非电量电测周详测试的数据收集。不停沿用至今。也许是FPC进入电子应用技术之始祖。


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,在铜箔上印刷必要的衔接线路和焊接装倒装LED芯片的焊接点,並停止蚀刻。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发生白光。粘贴倒装LED芯片,过回流焊固化。涂覆上层荧光粉,然后加温固化。黄绿荧光粉必需裹覆蓝光LED芯片全体,以防蓝光泄出。柔性LED灯丝布局剖析如图5。


图5      柔性LED灯丝布局剖析

临盆过程中的柔性LED灯丝如图6所示。

上面成排的柔性LED灯丝,可以或许或许清楚地看到在FPC薄膜上蚀刻后精细的覆铜箔印刷线路。

下面成排的柔性LED灯丝,第1、2根和6、7根是已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3、4、5根和8、9、10根是固晶后已涂裹好荧光粉的灯丝。

柔性LED灯丝两头的引脚采纳铆压铁镀镍端子。采纳铁质端子是便利临盆工艺中与灯泡玻璃芯柱上的杜美丝或铁丝的坚固点焊。

蚀刻好的FPC上,铜箔线路十分周详精细。FPC的厚度仅0.01mm。铜箔的厚度约0.03--0.05mm。FPC具高透光率,约90% 的透光率,且正反面无阴阳面。FPC具阻燃性,高导热率。基于FPC的柔性LED灯丝无比的柔软。

柔性灯丝全体采纳倒装无背镀LED芯片,无金线封装的断丝、脱落之忧。倒装芯片封装技术成熟,工艺制程简化,临盆快捷,靠得住性好,可透呶。白光柔性灯丝采纳无背镀蓝光LED芯片。彩色柔性灯丝可采纳无背镀彩色LED芯片。


图6      临盆过程中的柔性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、焊点清楚可见。


图7      电子显微镜下所见柔性灯丝上的倒装LED芯片

LED芯片是长晶在蓝宝石基板上的,由P-N布局成发光二极管。蓝宝石并不是蓝色的,而是透明的人造白宝石。

倒装LED芯片在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,因此它前后高低六面均可出光。蓝宝石这一壁出光最大。倒装LED芯片在FPC上的剖图如图8所示。


图8      倒装LED芯片在FPC上的剖图

LED柔性灯丝等效电路如图9所示。133mm长的柔性灯丝上面有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灯丝的重要技术参数是柔性灯丝的长度(mm)、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灯丝的长度可以或许或许按照仿古灯的灯丝造型设计必要停止抉择。柔性LED灯丝仿古灯不是照明光源,因此,它的功率不必要很大,工作电流在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

商用气氛仿古灯睁开趋向

商用气氛仿古灯睁开趋向,正在依靠柔性LED灯丝的优势将有更丰富多彩的创新产品溢出。最先辈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,但没有照明功效,正适用商气氛仿古灯的请求。跟着钛丝的淘汰,启用LED硬灯丝,因为都是直而短的灯丝很难设计圆滑多变连贯的造型。因此,柔性LED灯丝的降生,仿古灯的灯丝造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创新睁开(图11)。



图11      商用气氛仿古灯睁开趋向

如今,采纳柔性LED灯丝的仿古灯已经归纳出种类繁多、灯丝造型多变、曲线优美的仿古灯。按照灯丝在灯泡内的排列,已经有T型和F型的仿古灯丝灯(图12),而且新的造型不停层出不穷(图13),更多的创新造型还得依靠更多的LED照明从业工程师的创造创造!

2017年将迎来LED灯丝灯的春天!LED灯丝将有更多的创新产品涌现!除直丝、弧丝外,石墨烯灯丝,柔性灯丝,可塑铝基灯丝和可塑陶瓷铝基灯丝已经接踵降生!

柔性LED灯丝已有美迪森、鋈新、德煜、客临和鑫等数家公司批量临盆。


图12      T型和F型的仿古灯丝灯


图13      新的造型仿古灯丝灯层出不穷

参考资料
《技术创新的LED灯丝球泡灯》              《照明》2013    颜重光 >2019-05-24 
《LED灯丝灯泡设计技术》                      《照明》2013    颜重光 >2019-05-24 
《LED灯丝灯的电源设计技术》              《照明》2014    颜重光 >2019-05-24 
《LED灯丝设计关键技术探究》              《照明》2014    颜重光 >2019-05-24 
《LED灯丝灯创新技术新析》                  《照明》2014    颜重光 >2019-05-24 
《灯丝灯驱动电源选用技术》                  《照明》2015    颜重光 >2019-05-24 
《带散热器的新一代灯丝灯设计计划》  《照明》2015    颜重光 >2019-05-24



 
(作者:颜重光传授)

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