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行業(yè)新聞

從芯片到封裝,LED模組全面解析芯片、電路和能效

LED模組的產(chǎn)品種類很多,本文所述的LED模組為LED顯示屏所用的也稱為LED模塊,種類繁多,新品不斷,在電路結(jié)構(gòu)性能參數(shù)、封裝形式防護等級等方面各有千秋。本文通過詳細分析目前市售的各種LED模組的電路結(jié)構(gòu)供大家在選擇判斷時作為質(zhì)量優(yōu)劣和用途用法的參考。


 模組一詞,從電工學(xué)意義來說是指具有相同電路和結(jié)構(gòu)形式的,具有相同電氣特性和功能性的一種集成模塊化組件。廣義上說,LED燈珠、LED模組(模塊)、 LED顯示屏組件、甚至LED路燈都被稱之為LED模組。比如LED燈珠,它在國外即被稱之為LED模組,是一種封裝起來的高亮發(fā)光二極管模塊,可以歸集 為電子元器件;LED模組光源,是將若干個LED燈珠通過電路連接并封裝在一個結(jié)構(gòu)體上的一種微型光源模塊,可以歸集為一種簡易微型LED燈具;LED顯示屏組件就是將呈點陣化布局的眾多LED燈珠通過控制驅(qū)動電路連接并與殼體封裝起來的模塊化組件,是一種具有信號和供電端口的LED顯示屏單元;LED路燈就是將很多大功率LED燈珠連同恒流源等組裝在殼體中的模塊化組件,一種提供道路照明的大型集成LED燈具。北京潤賢介紹LED模組廣泛用于廣告標識、裝飾裝修、燈 飾亮化場合,不同的使用場合需要適用不同的結(jié)構(gòu)類型。下方是幾款市售LED模組實物照片(部分照片源自百度圖片):


 上圖:兩種可以彎曲運用和安裝的高壓軟LED模組;下圖:幾種常規(guī)模組



LED模組誕生于本世紀初,是LED光源特別是白光光源的光效超過白熾燈光效后得以形成的一種微型燈具產(chǎn)品(光效:電能轉(zhuǎn)化成光能的效率,單位lm/w)。LED模組可以說是LED用于照明的最早應(yīng)用。隨著LED芯片和燈珠封裝技術(shù)的進步,LED的光效近些年來大步增長,目前國外實驗室水平已達至近400lm/w!已遠遠超過目前所有電光源光效?,F(xiàn)在市售的LED照明產(chǎn)品因不同耐久性和性價比的要求,一般光效在80~150lm/w之間。追求過高的光效對LED燈珠芯片和燈珠封裝技術(shù),以及燈具設(shè)計材料要求極高,價格也極高,性價比下降。


LED模組是一種微型燈具,作為燈具它必然由電光源、電路結(jié)構(gòu)形式、殼體與組裝形式、供電端口等幾部分組成,質(zhì)量優(yōu)劣和性能也就因這些部分所決定。讓我們一起來拆解分析。


 首先,也是最重要的:電光源部分,它是決定LED顯示屏模組光電性能的決定部件,占LED模組材料成本的近四成,用于LED模組電光源的稱為LED燈珠,上文已有論述,它是一個模塊化元器件,LED燈珠分為透明封裝插腳類和貼片類,透明封裝插腳類如草帽型燈珠(外形基本就是傳統(tǒng)的發(fā)光二極管)和食人魚(四管腳)等,共同特性就是都有針狀管腳;貼片類LED燈珠是目前LED模組使用的主流,它有芯片散熱性好、發(fā)光面積大、光通量大,可以自動化貼片安裝等諸多優(yōu)點。本文也以貼片燈珠為例。貼片燈珠體積只有幾毫米見方,其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,決定其質(zhì)量優(yōu)劣有諸多因素。它有如下材料構(gòu)成:LED芯片、鍵合線、支架、固晶膠、熒光粉、圍合材料、封裝膠等組成,下圖是貼片LED燈珠的結(jié)構(gòu)示意圖(剖面圖):


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