LED燈絲燈因具有360°全發(fā)光、無(wú)頻閃、無(wú)藍(lán)光泄出、不發(fā)燙、長(zhǎng)壽命、緩衰減等特性廣受關(guān)注。2013年，廣州國(guó)際照明LED展覽會(huì)(光亞展)只有2家參展商展示LED燈絲燈;2014年有50多家LED照明企業(yè)展示各種各樣的LED燈絲燈;2014年10月底結(jié)束的香港HKTDC的國(guó)際LED燈展有將近200家企業(yè)展示LED燈絲燈;2015年春，全國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)燈絲燈企業(yè)已達(dá)600多家。LED燈絲燈三年來(lái)，源自市場(chǎng)需求的熱度快速升溫，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的LED燈絲燈迅速認(rèn)可，市場(chǎng)需求量成倍增加。由于進(jìn)入生產(chǎn)LED燈絲燈的技術(shù)門(mén)檻不高，目前生產(chǎn)LED燈絲燈的企業(yè)如雨后春筍涌現(xiàn)，魚(yú)龍混雜導(dǎo)致LED燈絲燈的質(zhì)量參差不齊，LED燈絲和LED燈絲燈做得容易但要做好很難!
LED燈絲燈以其細(xì)長(zhǎng)的LED燈絲發(fā)光時(shí)酷似傳統(tǒng)的白熾燈而贏得懷舊的人們喜愛(ài)和追捧。LED燈絲燈的發(fā)光亮度、效率和形狀等同于普通的白熾燈，人們?cè)谑褂弥姓一丶磳⑹サ?、已?jīng)習(xí)慣的白熾燈光照環(huán)境。
LED燈絲燈采用HVLEDs創(chuàng)新技術(shù)
LED燈絲燈采用高電壓、小電流的HVLEDs創(chuàng)新技術(shù)，燈絲燈在點(diǎn)亮工作時(shí)只賦予10-15mA的小電流驅(qū)動(dòng)即可發(fā)光，與傳統(tǒng)的低電壓、大電流的LED燈泡300-700mA驅(qū)動(dòng)電流相比，同樣單位面積的LED管芯瞬時(shí)發(fā)熱量大大減小，用HVLEDs技術(shù)設(shè)計(jì)的照明光源可以做到亮而不燙。傳統(tǒng)5W的LED球泡點(diǎn)亮?xí)r的燈頭瓶頸溫度可達(dá)75-95℃，而同功率的LED燈絲燈，點(diǎn)亮8小時(shí)后，A60玻璃泡的溫度在36℃以下。LED燈絲燈可以實(shí)現(xiàn)真正的安全使用。電子產(chǎn)品的降額使用設(shè)計(jì)技術(shù)是延長(zhǎng)電子產(chǎn)品壽命的有效手段。
目前技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的4W LED燈絲燈流明數(shù)可達(dá)400LM-520LM，相當(dāng)于40W-50W的白熾燈亮度，光效可達(dá)100-130 LM/W。
LED燈絲燈產(chǎn)品囿于A60球泡燈和C35蠟燭泡、拉尾泡，它們內(nèi)部的空間都很小，需靠有限容量的特種氣體和玻璃泡導(dǎo)熱、散熱，目前框架結(jié)構(gòu)和玻璃泡的空間只適宜做5W以下的小功率燈泡，才能保證LED燈絲燈長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮發(fā)光而不發(fā)燙。其產(chǎn)品如圖1所示。如要增加功率需要選用有更大空間的A80、A100的玻璃泡。
LED燈絲設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
LED燈絲燈的關(guān)鍵技術(shù)有：LED燈絲設(shè)計(jì)制造技術(shù)、燈絲燈玻璃泡封排技術(shù)、無(wú)頻閃恒流驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)。這些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)都是燈絲燈制造廠(chǎng)商所必須關(guān)注和具有的。
LED燈絲設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)涉及以下幾點(diǎn)：
● 燈絲形狀設(shè)計(jì)(又細(xì)又長(zhǎng));
● 燈絲工作電壓設(shè)計(jì)(考慮整燈系統(tǒng)效率);
● 燈絲工作電流設(shè)計(jì)(A60 4W整燈點(diǎn)亮8小時(shí)玻璃泡不燙);
●LED芯片的面積與功率(小面積、小功率);
● LED芯片發(fā)光角度(無(wú)背鍍芯片才能實(shí)現(xiàn)360度發(fā)光);
● 燈絲的工作狀態(tài)設(shè)計(jì)( HVLEDs，VF高壓，小電流、全串);
● 襯底材料(透明而有剛度，如藍(lán)寶石、透明陶瓷、玻璃);
● 色溫調(diào)節(jié)(黃磷熒光粉 + 紅粉);
● 藍(lán)光泄出(黃磷熒光粉全部裹覆);
● 引腳設(shè)計(jì)(杜絕錫焊，引腳采用咬合技術(shù));
● 符合玻璃泡封排的技術(shù)需要(適合瞬間高溫)。
LED燈絲是燈絲燈的核心技術(shù)之一，LED燈絲的技術(shù)參數(shù)和品質(zhì)，涉及LED燈絲燈的亮度、色溫、顯指和使用壽命、冷熱態(tài)流明比。
LED燈絲制造技術(shù)目前有傳統(tǒng)封裝用的“固晶技術(shù)”和剛興起的“覆晶技術(shù)”。固晶技術(shù)需要打金線(xiàn)，覆晶技術(shù)即使用倒裝LED芯片，如同普通電子元器件那樣貼片，過(guò)回流焊即可。生產(chǎn)工藝不同，生產(chǎn)成本不同。本文以固晶技術(shù)為例。
藍(lán)光泄出
LED照明光源和燈具是不允許有藍(lán)光泄出。藍(lán)光有害人類(lèi)的眼睛健康， 特別有害于兒童的視網(wǎng)膜。因此，保證LED光源和燈具沒(méi)有藍(lán)光泄出是每一位有良心的企業(yè)家和工程師的責(zé)任和擔(dān)當(dāng);杜絕LED光源和燈具藍(lán)光泄出，也是產(chǎn)品質(zhì)量的基本保證。
LED燈絲的剖面如圖2所示，1是藍(lán)寶石基條，2是無(wú)背鍍藍(lán)色LED芯片，5是金線(xiàn)，6是黃磷熒光粉，從圖2可見(jiàn)黃磷熒光粉已將整個(gè)藍(lán)寶石基條涂覆包裹，LED的藍(lán)光不會(huì)泄出。
如果LED燈絲只在上下二面涂覆黃磷熒光粉，那么左右兩側(cè)切面一定會(huì)有藍(lán)光泄出的。有些燈絲在生產(chǎn)時(shí)是聯(lián)排涂覆黃磷熒光粉后再將基條用激光切開(kāi)的，透明基條兩側(cè)沒(méi)有涂覆黃磷熒光粉，藍(lán)光會(huì)循此透明基條邊緣泄出，如圖3所示。這種不合理的生產(chǎn)工藝需要改正。
有藍(lán)光泄出的LED燈絲在常態(tài)下，很容易用肉眼觀察和鑒別的，如圖4所示LED燈絲，藍(lán)寶石基條的上下兩面都已覆蓋黃磷熒光粉，而其兩側(cè)可見(jiàn)藍(lán)寶石基條，LED燈絲點(diǎn)亮?xí)r，藍(lán)光會(huì)循此泄出，可用光學(xué)儀器檢測(cè)。
采用咬合技術(shù)的引腳
鑒于LED燈絲燈的玻璃泡封排的工藝具有二次瞬間的高溫(800-1000℃)過(guò)程(圖5)，LED燈絲的引腳不能采用錫焊，必須采用咬合技術(shù)的引腳，這樣才能保證在玻璃泡封泡過(guò)程中的良率。
焊錫是由錫(熔點(diǎn)232℃)和鉛(熔點(diǎn)327℃)組成的合金。由63%錫和37%鉛組成的焊錫被稱(chēng)為共晶焊錫，這種焊錫的熔點(diǎn)是183℃。因此點(diǎn)焊在燈絲燈芯柱上的LED燈絲在封裝過(guò)程中遭遇瞬間高溫環(huán)境，焊錫會(huì)發(fā)生二次熔化，造成焊點(diǎn)的虛脫和假焊，燈絲燈在封排成燈后可能會(huì)被正常點(diǎn)亮，但在發(fā)貨的運(yùn)輸震動(dòng)后，虛焊脫開(kāi)，到客戶(hù)端可能會(huì)不亮。咬合技術(shù)引腳是采用特殊的引腳設(shè)計(jì)，引腳與透明基條的結(jié)合，不是靠銀漿樹(shù)脂或錫焊連接，而是采用物理的三面夾住的緊壓連接，不受高溫的影響，生產(chǎn)實(shí)踐證明是目前最科學(xué)有效的連接辦法。
采用咬合技術(shù)引腳的LED燈絲在玻璃泡封排的工藝過(guò)程中就不可能發(fā)生因高溫LED燈絲引腳虛焊的情況。圖6 是采用咬合技術(shù)引腳的LED燈絲，黃磷熒光粉已將其全體裹覆，這是品質(zhì)良好的LED燈絲基本要求。
LED燈應(yīng)無(wú)頻閃
無(wú)頻閃是良好LED光源和燈具的基本要求。有頻閃的光源將導(dǎo)致人眼的快速疲勞，影響人類(lèi)眼睛的健康。
LED光源和燈具的頻閃主要源自于劣質(zhì)驅(qū)動(dòng)電源，如阻容降壓供電、紋波趨高的開(kāi)關(guān)電源。檢驗(yàn)和判別LED光源和燈具是否有頻閃?簡(jiǎn)單的辦法可以使用人人都有的簡(jiǎn)單工具，打開(kāi)手機(jī)的拍照和攝像功能，電子取景器即鏡頭對(duì)準(zhǔn)要觀察LED光源，取景畫(huà)面占手機(jī)屏的2/3面積以上，特別是對(duì)著LED光源近距離觀察，如手機(jī)液晶屏上看到光源有明顯的黑條紋滾動(dòng)或有明暗的變化(圖7)，就可以斷定有頻閃。頻閃即有頻率的閃動(dòng)，是一種周期性的重復(fù)的閃光，包括可見(jiàn)的頻閃和不可覺(jué)察的高頻頻閃。50Hz—200Hz的低頻率閃動(dòng)是人類(lèi)肉眼所能看到的，對(duì)兒童和年輕人來(lái)說(shuō)可能是非常敏感的，頻閃容易使眼睛疲勞。
對(duì)于LED光源和燈具的頻閃，美國(guó)在IEEE PAR1789《LED照明閃爍的潛在健康影響》中詮釋了頻閃的危害性。因此，LED光源和燈具不應(yīng)有頻閃。
做好電源可去塑件
做好LED燈絲燈的開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電源可去除早期燈絲燈為掩蓋燈頭內(nèi)電源高度的白色塑件，國(guó)外市場(chǎng)客戶(hù)都要求除去塑件，使燈絲燈更像白熾燈。
新一代LED燈絲燈專(zhuān)用開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電源芯片，集成了更多的LED燈絲燈需要開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電源所需要的各種電氣性能和保護(hù)功能，具有很優(yōu)秀的性?xún)r(jià)比。圖8是無(wú)頻閃、去塑件的新一代LED燈絲燈，使用低高度、非隔離開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電源。
向自動(dòng)化要生產(chǎn)力
LED燈絲燈將是一種全世界老百姓都用得起的平價(jià)LED照明光源，LED燈絲燈將是一個(gè)普天下都能使用和銷(xiāo)售的藍(lán)海產(chǎn)品，LED燈絲燈應(yīng)該是性?xún)r(jià)比很好的消費(fèi)電子產(chǎn)品，因此自動(dòng)化生產(chǎn)是降低產(chǎn)品成本的關(guān)鍵手段，向自動(dòng)化生產(chǎn)要生產(chǎn)力。為此創(chuàng)新研制開(kāi)發(fā)成功“LED燈絲自動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)”、“燈絲燈封排一體機(jī)”、“自動(dòng)打膠機(jī)”、“自動(dòng)裝頭焊線(xiàn)機(jī)” 等自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備(圖9)。所有產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中最貴的成本應(yīng)該是人工，因此LED照明產(chǎn)業(yè)必然會(huì)走向自動(dòng)化，向自動(dòng)化生產(chǎn)要生產(chǎn)力，依靠自動(dòng)化來(lái)節(jié)省生產(chǎn)成本。
