LED チップの選択: ブランドを超えて – 耐熱性、耐硫黄性、ルーメン維持

LED チップの選択: ブランドを超えて - 耐熱性、耐硫黄性、ルーメン維持

LED 器具の BOM では、LED チップが最も高いコストを占め、最も頻繁に使用されるセールス ポイントです。「当社は Cree/Osram/Nichia チップを使用しています」は、ほぼすべての照明メーカーの標準的なマーケティング言語になっています。しかし、同じブランドの異なるシリーズ、異なるグレード、異なるパッケージでは、実際の寿命とルーメンの減耗が大幅に異なる可能性があります。

同じブランドのチップを使用した 2 つのライトで、1 つは 3 年後に光出力が 10% 未満低下し、もう 1 つはわずか 1 年で目に見えて暗くなってしまう、という現象を見たことはありますか?通常、問題は次の点にあります。チップ選択の詳細。この記事では、長寿命 LED チップを真に選択するのに役立つように、耐熱性、耐硫黄性、ルーメン維持、パッケージング プロセスという 4 つの重要な側面を分析します。-

1. 熱抵抗 (Rθj-c): ほとんどの購入者が無視する中心的なパラメータ

LED チップのデータシートには、光束よりも重要なパラメータがあります。ジャンクション-から-ケースへの熱抵抗、Rθj-c (単位: 度 /W) で表されます。これは、消費電力 1 ワットごとに LED ジャンクション温度がケース温度より何度上昇するかを示します。

熱抵抗が低いほど、放熱が良くなり、チップの寿命が長くなります。

例: 2 つの 1W LED チップ、A は Rθj-c=10 度 /W、B は Rθj-c=5 度 /W。同じ駆動電力と同じヒートシンク条件では、B のジャンクション温度は A より 5 度低くなります。アレニウスのモデルによると、ジャンクション温度が 5 度低下すると、LED の寿命がおよそ 15 ～ 20% 延長されます。

購入者がすべきこと:

サプライヤーに問い合わせてください熱抵抗値– ブランド名だけを聞くのはやめてください。

中出力 LED (0.5 ～ 1W) の場合、Rθj-c は 15 度 /W 未満である必要があります。ハイパワー LED (1W 以上) の場合、8 度 /W 未満。-

セラミック基板でパッケージされた LED は一般に PCB ベースのパッケージよりも熱抵抗が低いため、それらを優先してください。

2. 耐硫黄性: 汚染された環境における生死を分ける要因

これは最も見落とされがちな故障モードです。 LED リードフレームは通常、反射面と電極として銀メッキされています。フィクスチャーが取り付けられている場合硫黄を含む環境（例えば、ゴム工場、製紙工場、養鶏場、特定の工業地帯の近く、または硫化物を放出する劣化したゴムシールのある屋内スペースの近く）、空気中の硫黄が銀と反応して黒色の硫化銀を形成します。

硫化により、反射率が急激に低下し、ルーメンが大幅に低下し、深刻な場合には金線の断線やチップの故障が発生します。この障害は LED チップ自体とは何の関係もありません。完全にパッケージの硫化防止設計に依存します。

長寿命 LED には、次の抗硫化機能が必要です。

• 銅リードフレーム銀メッキを厚くしたもの（通常のメッキ厚）<80 microinches; anti‑sulfidation requires >120マイクロインチ）。
• 硫化防止添加剤封止材またはその使用において高屈折率シリコン.
• エポキシプレフィルまたは底部のシールリードフレームの側面からの硫化物の侵入をブロックします。
• サプライヤーは、耐硫化試験報告書（例：硫黄蒸気試験や硫化カリウム試験）。

器具が東南アジア、インド、中東、または産業汚染または高湿度および硫黄含有量のあるその他の地域向けの場合、硫化防止を必須の検査項目にする必要があります.

3. ルーメン維持 (L70): 「50,000 時間」という謳い文句だけを見てはいけません

すべての LED チップには、たとえば「L70 50,000 時間以上」などの寿命仕様が付いています。これは、指定されたジャンクション温度で、50,000 時間後も光束が初期値の 70% 以上を維持することを意味します。しかし、ここには 2 つの一般的な罠が隠れています。

トラップ #1: ジャンクション温度条件が指定されていない
多くの低コストチップは、Tj=55 度またはそれ以下の実験室条件下で測定されます。実際の器具では、Tj は 85 ～ 105 度に達することが多く、L70 は 10,000 ～ 15,000 時間にまで低下する可能性があります。
解決：サプライヤーに問い合わせてくださいTj=85度のL70データ– これは実際の使用状況を反映しています。

トラップ #2: L70 は完全な障害ではありません
L70 は単に 30% のルーメン減価償却を意味します。多くの商業用照明用途 (オフィス、スーパーマーケット) では、初期光束の 70% がすでに著しく薄暗いため、顧客は早めにライトを交換することになります。高品質のプロジェクトの場合は、L90 (10% 減価償却) または L80 データを要求してください。
解決：長寿命製品には、L90 が 36,000 時間以上、または L80 が 50,000 時間以上の LED を選択する必要があります。

4. 包装プロセス: 金線と銅線の違い

LED チップとリード フレーム間の電気接続はワイヤ ボンディングによって行われます。高信頼性製品の採用金線;コスト重視の製品の使用銅線または合金線.

• 金線:優れた延性、耐食性、優れた熱サイクル耐性、長寿命。コストが高くなります。
• 銅線:硬く、接合中により高い超音波出力が必要となるため、チップの電極が損傷する可能性があり、湿気の多い環境や硫黄を含む環境では腐食や破損が起こりやすくなります。

おすすめ： For long‑life fixtures requiring >50,000時間、主張して​​くださいゴールドワイヤーボンディングLED。サプライヤーに問い合わせてください金線の太さと材質の認証.

また、ダイアタッチプロセスを確認してください。共晶ダイアタッチ従来の銀エポキシよりもはるかに低い熱抵抗を持っています。高出力 LED の場合、共晶プロセスが推奨されます。

5. 推奨チップブランドとシリーズ（参考）

ブランド内のすべてのシリーズが優れているわけではありません。以下は業界で認められた高信頼性シリーズです。

注記：上記のブランドであっても、必ず購入してください本物のオリジナル非市場品や格下げされた不良品ではなく、部品です。 「同じブランド」チップの安価な供給源は、廃棄された備品または不合格グレードからリサイクルされる可能性があります。

6. バイヤーとエンジニアのためのチェックリスト

LED チップの品質を評価する場合は、必ず次の情報を要求してください。

• 熱抵抗 Rθj-c 値（単位：度/W）と試験規格です。
• 耐硫化性試験成績書(硫黄蒸気または硫化カリウムのテスト、少なくとも 72 時間後に顕著な黒色化なし)。
• L70 データが指定されるジャンクション温度(Tj=85 度の値が必要です)。
• 線材(金線または銅線?太さは記載されていますか?)。
• ダイアタッチプロセス(銀エポキシまたは共晶?)。
• リードフレームの銀めっきの厚さ(硫化防止のため、120 マイクロインチ以上を推奨します)。

7. 重要なポイント

• ブランドだけでは不十分– 同じブランドでもシリーズやグレードが異なると、大きく異なります。
• 熱抵抗が低いほど寿命が長い– セラミック基板、共晶ダイアタッチ、低 Rθj-c チップを優先します。
• 硫黄を含む環境では、抗硫化機能が重要です– それがなければ、最高のブランドであっても急速な価値の低下に見舞われるでしょう。
• 実際の状態の L70 データが必要(Tj=85 度)、理想的な検査値ではありません。
• 金線は銅線より優れています特に湿気の多い、高温、または屋外での用途に適しています。

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