LED灯发光角度的相关知识

kake2013aa

LED灯发光角度又称功率角度,通常我们使用半功率角度,即50%发光强度时之角度。当然也有人使用60%,80%甚至90%之角度,这取决于不同的应用面。
不同类型角度的应用
小角度
10度，一般的说小角度LED多应用于照射面较小而视角比较远程的地方，比如:铁路路平交道上之指示灯等。
大角度
30度，一般的说大角度 LED多应用于照射面较大而视角比较近程的地方，比如:交通信号指示灯。一般角度在30度，而且要求发光照射光斑均匀、一致性好。
椭圆广角度
一般的说椭圆广角度LED多应用于照射面较大而视角比较远程地方，比如:室内、外显示屏。除了显示外它还强调R、G、B的混光效果，使得显示图像更加鲜艳。
影响LED灯角度的因素
1.LED的封装外观形状
2.支架的碗杯结构
3.芯片以及本身的结构
4.封装胶水的折射率
5.材料品质的一致性
6.封装工艺(即芯片的发光高度位置)
如何封装良好的角度
首先要有一个好的设计
A.LED模粒真圆度一致性要好;
B.支架碗杯尺寸以及光滑度要好;
C.选定好芯片;
D.选择合适折射率的胶水;E.芯片的发光位置一定要放在胶体透镜的焦点处。
选择适合的材料(芯片、支架、胶水、模条)
A. 芯片：
目前的芯片种类比较丰富:
按照制造工艺有分AS&TS;
按照材料又分二、三元、四元、InGaN;
因为不同的芯片其尺寸大小,高度不一样;发光位置,发光点的大小也不相同;
ex:就芯片高度来说:
二、三元 10mils左右
四元 7mils
InGaN 4mils
B. 支架：
一般来说支架的碗杯都可以按照我们的设计进行开模,只不过碗杯的光滑度则决定于模具加工设备的精密度和电镀的工艺;
C. 胶水：
一般来说LED胶水厂商均可依照封装的要求去调配材料的比例,以满足设计的要求;
D.模条：
模条的选择要注意以下几点:模粒的真圆度,连体的一致性,卡位的对称性。
以上几个方面材料的选择需要建立“两大一小”的替代原理,以对应突发性状况的产生。
选定后的材料不可任意变动,以保产品的稳定性
一般来说稳定的产品质量取决于稳定的制程,稳定的制程关键在于稳定的材料品质,所以我们认为设计好的材料规格不要任意变动。
“两大一小”是指材料厂商需要两个品质要求一样的source,同时还要求有一个比较次之的source。
所谓材料的选择需要建立“两大一小” 的替代原理,是指在设计上必须考虑到其可替代性,这是为了避免材料因生产,品质,运输等突发状况产生时而不至于影响到LED封装品质的对策;这与材料的保持稳定性是不矛盾的。
生产工艺流程的控制
A、 Die bondering 的位置相当重要
B、 模条的卡位对称性
最好是使用多卡点的设计方案,其稳定性比较好,当然支架也必须有多卡点才行。
C、 上支架的力度
因为模条具有对称性,同样要求上支架时的力度也需要平衡,而且力度的大小要适当,无论是手动还是自动化作业力量过大可能会压低甚至压坏模条的卡点,目前LED使用模条的材质为TPX,是比较软的;如果说在封装过程中因力量过大压低卡点,则产品的发光角度必将受到影响所以上支架的力度要求注意两件事项:平衡用力和力度要轻。
D. 烘烤箱的水平度&稳定性
为什么要求烤箱的水平度&稳定性呢?我们先了解一下目前LED封装业用的烤箱,大致分两种:开门式和隧道式。
开门式为最传统的,造价低,占地小,适合手动化生产,但温度不具连续产生。隧道式比较昂贵,占地大,适合自动化生产,温度具连续生产,但这两种烤箱在安装时均要求其水平&稳定;否则在生产过程中,模座会受到烤箱的抖动冲击而使支架上下左右产生位移(偏心&芯片过高/低),从而影响LED发光角度的变化。
以5mm LED为例,我们作过一项研究,发现 chip高度每变化0.1mm,LED的发光角度就会变化 5度左右,由此可见烘烤箱的水平度 & 稳定性的重要。
E、是否考虑到辅助性压模设计
前面谈到上支架的力度要轻,烘烤过程中可能会有烤箱的抖动冲击而使支架上下左右产生位移;因此我们需要考虑到封装过程增加辅助性压模设计，以弥补上述因素造成支架位移所带来的发光角度变化。
总结
做好以上工作后，基本具备做好稳定的发光角度的LED的条件了，不过还需要一个精益求精的管理和质量**来维护，以保证产品的长期稳定性。

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