淺析LED平板燈生產(chǎn)制造中的問題

 引言
我們國家科技部于2003年6月17日啟動(dòng)了“國家半導(dǎo)體照明工程”計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃的重要步驟就是要發(fā)展和推廣高效、節(jié)能的LED照明器具，節(jié)約照明用電，減少環(huán)境及光污染。本文所研究分析的LED平板燈光線均勻、無眩光、結(jié)構(gòu)精致，得到了很多人的喜愛，逐步取代了照明模塊中傳統(tǒng)嵌入式熒光燈具的產(chǎn)銷份額。本文針對LED平板燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析加工生產(chǎn)過程中各部件質(zhì)量要求和注意事項(xiàng)。
1 鋁框架
鋁框架作為LED平板燈的外部構(gòu)架，確定了燈具的形狀和大小，也起到了主要散熱功能。鋁框架的材質(zhì)一般使用AL6063，其生產(chǎn)工藝的選用有兩種，一種是鋁擠模成型的鋁材布局。常見的方形框架是將成型的鋁條經(jīng)過45°斜對角焊接而成，密封效果好不漏光，但表面較粗糙。另一種是壓軸成型的鋁材布局，這種類型布局IP防護(hù)等級(jí)有確保，封光效果更好，整體外觀完美，但前期投入模具費(fèi)用
較高。
鋁框架常見問題：為了節(jié)約成本減輕鋁礦質(zhì)量，導(dǎo)致鋁框架強(qiáng)度下降，運(yùn)輸和安裝過程中燈外觀容易變形，嚴(yán)重時(shí)造成LED貼片燈珠受損。部分生產(chǎn)廠甚至采用塑料框架，影響散熱效果，降低LED平板燈使用壽命。由于受到加工設(shè)備精度、人員技術(shù)水平和手工焊接影響，框架尺寸偏差較大，對后期整機(jī)裝配造成不小麻煩。
2 擴(kuò)散板
擴(kuò)散板又稱勻光板，擴(kuò)光板，是光線通過以PS/PMMA/PC/PP等塑料基材的擴(kuò)散層，遇到與其折射率相異的介質(zhì)（擴(kuò)散粒子）時(shí)，會(huì)發(fā)生多角度、多方向的折射、反射與散射的現(xiàn)象，從而達(dá)到光擴(kuò)散效果，為顯示照明組件提供一均勻面光源，同時(shí)起到遮擋網(wǎng)點(diǎn)作用。目前集成吊頂上的LED平板燈一般采用亞克力材質(zhì)的擴(kuò)散板，其透光率能夠到達(dá)92%，但抗老化性能稍差。也有部分采用PC材質(zhì)的擴(kuò)散板，其價(jià)格稍為昂貴，透光率也達(dá)到88%，但抗老化性能強(qiáng)。
擴(kuò)散板常見問題是為了降低成本采用普通的PP或者回料PS材料做擴(kuò)散板，主要缺點(diǎn)有：耐熱度低；抗紫外線能力差易變黃；回料黑點(diǎn)比較多影響外觀，在一定溫度中有釋放異味；成型收縮率大，低溫易變脆，不耐磨；長時(shí)間使用后面板會(huì)變顏色。
3 導(dǎo)光板
在LED平板燈的整個(gè)配件組成中，導(dǎo)光板處于重要的核心位置。燈發(fā)出來的光在光學(xué)級(jí)壓克力板材表面的停留，當(dāng)光線射到各個(gè)導(dǎo)光點(diǎn)時(shí)，反射光會(huì)往各個(gè)角度擴(kuò)散，然后破壞反射條件由導(dǎo)光板正面射出。通過各種疏密、大小不一的導(dǎo)光點(diǎn)，可使整個(gè)平板燈的發(fā)光效果到達(dá)一個(gè)均勻的效果。導(dǎo)光板的網(wǎng)點(diǎn)目前主要是通過油墨絲網(wǎng)印刷或激光雕刻方式印制上去的。由于激光雕刻方式效率低，不便于批量生產(chǎn)，所以大規(guī)模生產(chǎn)還是采用油墨絲網(wǎng)印刷技術(shù)。亞克力板材的選擇也值得注意，透光率是重要指標(biāo)，很多品牌大廠像日本三菱的產(chǎn)品質(zhì)量較高。
導(dǎo)光板常見問題是：網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)不好，看到的整體光效就很差，一般會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：中間亮、邊緣暗；進(jìn)光邊有亮邊、中間暗；從不同角度看，整體亮度不一致；局部暗區(qū)明顯。亞克力板材原料質(zhì)量較差，透光率不高，另外高吸水率、熱脹冷縮形變大等原因，會(huì)使其尺寸穩(wěn)定性差，從而可能擠壓損傷LED貼片燈珠。還有從成本角度考慮縮減導(dǎo)光板厚度，導(dǎo)致組裝時(shí)不匹配，LED貼片燈珠的光不能全部進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)。印刷網(wǎng)點(diǎn)的油墨質(zhì)量亦影響LED平板燈的使用壽命，所以應(yīng)選用高品質(zhì)油墨。
4 反光紙
反光紙的首要作用是將導(dǎo)光板反面余光反射出去，減小光源的損耗，是高質(zhì)量LED平板燈的重要組成部分。反射率是其一項(xiàng)重要的指標(biāo)，另外還有抗靜電、抗UV、耐老化、抗刮、耐磨、耐候性能等。
5 后蓋板
后蓋板一般采用鋁制材料，視覺上看整燈質(zhì)感強(qiáng)。它一方面是密封燈體，另一方面起到散熱的作用。現(xiàn)有部分后蓋板采用鐵制材料，在潮濕環(huán)境中易腐蝕生銹，使得燈光出現(xiàn)局部陰影。甚至有用塑料后蓋板，嚴(yán)重的影響了散熱效果。
6 LED光源
LED平板燈所用光源為表面貼裝二極管（Surface mount diode），簡稱SMD。根據(jù)芯片尺寸有5050，5630，3014等不同尺寸的LED燈珠，嘉興地區(qū)生產(chǎn)的集成吊頂上用LED平板燈常用規(guī)格為3014。按照功率需要，SMD通過貼片機(jī)貼裝到鋁基板燈條上。在燈條背后涂覆導(dǎo)熱膠，將其安裝在LED平板燈的鋁框架內(nèi)側(cè)。
SMD的光通量參數(shù)對整燈光照效果來說是十分重要的，而光通量的大小也決定SMD價(jià)格的主要參數(shù)。部分廠家采用低流明的LED燈珠，使得在相同輸入功率的條件下，LED平板燈的照度達(dá)不到應(yīng)有的使用效果。
7 光源控制器
LED光源控制器俗稱驅(qū)動(dòng)電源主要有兩種電源方式：一種是恒流源模式，效率高、PF值高達(dá)0.95、性價(jià)比高，是集成吊頂上用LED平板燈常用的驅(qū)動(dòng)電源；另一種是恒壓兼恒流模式，特點(diǎn)是性能穩(wěn)定，但成本高、效率低，主要用于外貿(mào)出口。在國內(nèi)LED光源控制器所執(zhí)行的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要是GB19510.1-2009《燈的控制裝置第1部分：一般要求和安全要求》和GB17743-2007《電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》等，也有CQC自愿性認(rèn)證，一般通過此認(rèn)證的驅(qū)動(dòng)質(zhì)量較為可靠。
目前市場上LED平板燈的光源控制器外殼有兩種：一種是塑料外殼，絕緣性能比較好，一般固定在燈的后蓋板上；第二種是鋁外殼、灌膠封裝，絕緣性能稍差，一般獨(dú)立于整燈，通過插接件連接。
LED光源控制器最核心的部分是其電子線路板的設(shè)計(jì)和元器件選用，高輸出效率、高可靠性和較長使用壽命的特性會(huì)促進(jìn)燈整體性能的提升。一些做工粗糙、質(zhì)量差的驅(qū)動(dòng)僅采用阻容降壓整流的方式，安全性和壽命都得不到保證。有些線路設(shè)計(jì)者為了增加燈的流明參數(shù)。使得發(fā)光效率提升，采用加大驅(qū)動(dòng)電流的方法，LED的工作溫度也相應(yīng)升高了。一旦溫度超過LED的限溫點(diǎn)，就會(huì)影響LED的壽命和可靠性。高品質(zhì)的驅(qū)動(dòng)通常都抗電磁干擾、過溫、過流、短路、開路保護(hù)等功能。
現(xiàn)階段LED平板燈的市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，應(yīng)加快健全各類行業(yè)和國家的LED產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，從而推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提升。筆者對此類燈具的研究也處于初步的摸索階段，在認(rèn)知上也還存在一些不足或錯(cuò)誤。