随着亮度和能效的提升,延长使用寿命已经为促进基于高亮度发光二极管(HB-LED)的固态照明设计快速发展的主要因素之一。然而,并非所有HB-LED在这些方面都旗鼓相当,制造商应用静电放电(ESD)保护的方式可能是影响HB-LED现场使用寿命的一个至关重要的因素。
这两种途径都符合多种顶部及背部镀金工艺以适应大多数制造要求,如带顶层铝涂层(AuAl,CuAl)选择、提供更高反射率的金或铜工艺,以及金或金锡(AuSn)背金工艺选择。
保护性能
集成ESD保护二极管阵列的最关键参数包括低动态电阻(Rdyn)和低输入电容(Cin),这样ESD保护器件就能够快速地响应ESD尖峰,并耗散大多数电流,从而避免LED裸片损伤。安森美半导体的ESD保护技术产品在次级贴装保护器中提供仅在0.2至0.4Ω等级的极低动态阻抗。安森美半导体的次级贴装保护器件本质上比竞争产品提供更佳的动态电阻,这在ESD等瞬态事件期间转化为更低及更好的钳位电压,反过来表示LED或LED串受到更高水平的保护。此外,次级贴装保护器也提供浪涌保护,这在LED暴露于电源浪涌或雷电尖峰的应用中非常重要。
大多数固态灯模块都包括串联连接的共用封装HB-LED裸片。在白光LED(WLED)光源中,通常就采用这种方法来提供高总光输出。用于背光应用或营造特殊效果的灯中,LED阵列可能包含红光、蓝光和绿光裸片,支持混色,微调LED发射出的色彩。由于每个LED都有3.5V左右的有限正向压降,包含大量LED的模块可能要求施加高直流电压。安森美半导体的侧面贴装和次级贴装ESD保护制造工艺可以调节用于6V至110V之间的击穿电压,故适用于具有任意可行长度的LED串。顶金和底金工艺提供不同的组合和成分;侧面贴装和次级贴装也具备不同的封装选择,从倒装芯片到顶部和底部(topandbottom)等,不一而足。
不论是哪种类型的贴装,都适用多种选择和配置:在LED串两端并联连接一个TVS二极管提供规定的ESD保护等级(见图3a),而在LED串两端串联相向连接的二极管对(图3b)使灯制造商能够在生产期间施加反向偏置测试,识别出并隔离次品模块,从而防止流向客户。更复杂的二极管阵列为包含多颗LED的LED串中的每个LED提供并联连接的相向二极管对,使灯模块能够持续工作,即使其中有个别LED发生开路故障。
结论
HB-LED除了具备高能效和小尺寸,预计通常提供的长寿命周期被证实是固态照明巨大成功的重要诱因。多种色彩的HB-LED,特别是白光以及绿、蓝和红光的HB-LED,为瞄准高能效背光灯、街灯、内部照明、任务灯、电子标志和汽车刹车灯及头灯等应用的设计人员开启了激动人心的新通道。由于不同制造商的HB-LED规格可能有很大不同,全面理解HB-LED采用的ESD保护途径为提供最优的现场使用寿命带来很大好处。每个原设备制造商(OEM)在封装、工艺技术和材料成分方面都有一套非常具体的标准,需要加以考虑。因此,为了获得所需的优化性能参数,他们需要深入合作的供应商不是局限于提供少数不同LED保护方案的供应商,而是提供宽广选择范围、支持作出最佳匹配的供应商。
中国照明网论文频道现向广大业内朋友征集稿件。稿件内容要求具有技术性、可读性。欢迎研究机构、院校、企业进行投稿。
投稿信箱:edit@lightingchina.com.cn
联系电话:0086-020-85530605-5029
(投稿时请注明作者姓名、单位、邮编和地址及电话、E-mail;以便通知审核结果,如发稿七日内无通知请来电查询。)
广东中照网传媒有限公司 版权所有 增值电信业务经营许可证:粤B2-20050039 粤ICP备06007496号
传真:020-85548112 E-mail:Service@lightingchina.com.cn 中国照明网