LED贴片模组
LED贴片模组
LED贴片模组
一、贴片模组定义
贴片模组固名思义就是用贴片类灯珠表贴在PCB上再焊上电线组成的元器件。主要有5050、3528、3020等型号。
贴片模组是LED模组中的一种。由于相对其他种类模组发光角度大，亮度高，光衰低等特点，所以更有广泛的使用范围，特别是在制作超薄的发光体方面。
二、发展历程
2004年初，市场逐步出现直插式LED模组，即草帽模组，或钢盔模组/美人鱼模组。2脚灯珠结构简单，原材料成本低，所以最先被大规模使用。但初期芯片尺寸小，亮度不高，光衰大，这才出现了后来广泛使用的食人鱼模组。由于价格很低，以及销售方库存原因等，市场上还存在2脚LED模组，现在主要应用于对价格敏感的小门头招牌。但是在七彩，全彩模组方面，九灯草帽至今广泛使用。一方面是广告工程商及终端客户使用起来性价比相对较高，另外芯片的尺寸由9、10、12MIL一路发展到14MIL、23MIL甚至更高等，在亮度上也满足了不同客户的需求。
2005年初，LED食人鱼模组出现。食人鱼在亮度和价格上相对草帽模组都有所提高。食人鱼的发光角度多，有F5-90度，F3-120度，平头-180度等(角度的不同是有LED的光学透镜决定的)。使用者可以根据不同的角度用在不同厚度的亚克力字体中。一般来说，90度的角度就要求亚克力字的厚度要在10-15cm，120度则10cm左右，180度的<=8公分。食人鱼模组之所以比草帽模组亮度高，主要原因是因为有四支脚，相对草帽散热好，所以可以调大5MA电流。食人鱼比草帽相对价格高，但光衰依旧很大。
2007年初，市场上出现SMD 模组，即LED贴片模组。刚出现时价格非常昂贵。贴片模组优点众多：亮度更高、散热更好、寿命更长、角度更大，是模组中的佼佼者。可以用来制作低于8cm的超薄灯箱字！然价格也更高。贴片灯珠可以根据不同的封装规格做出不同的型号，例如：3528.5050.3014.0805.3020.1206.5630.5730等，其中在广告模组方面用的最多的是3528和5050贴片。当然同种型号的灯珠由于芯片的原因也会产生许多不同。例如：芯片尺寸的大小是导致亮度差异的主要原因；没有分光的灯珠会产生色差，影响美观等等。所以同类型号灯珠出厂不同价格差别很大，几倍到百倍。客户可根据实际情况操作。
现在市场上最流行的就是贴片模组系列了。价格适中，亮度越来越高，寿命越来越长，视觉越来越好。客户对其广告展现模式及品味也越来越高。由静态、发光单色、交替闪、群控七彩变到目前的点控扫描动画效果。而全彩5050贴片模组则能带来极具冲击力的视觉效果，当然价格也比较贵，而PCB上带有二级、三级管的比没有带的相对要贵0.5-1元。
三、安装说明事项
第一步：计算模组的总功率，从而配置合适的LED开关电源（电源要以80%功率输出配置）。
总功耗=模组数量×单只模组功耗
例如：300个三灯3528贴片模组，则额定功耗为300×0.25=75W
第二步：固定模组
模组固定方式：
1.塑胶壳背面贴双面胶初步固定，再用玻璃胶辅助固定。
2．玻璃胶直接固定；安装前应将模组表面擦拭干净或适当打磨，确保接触面干净。
3.塑胶壳底部用螺丝固定。
第三步：连接电源
所有模组安装完毕以后，可采用0.75mm或是18AWG电线连接上电源。电源与模组的距离应在5米以内。若字体较大，在不影响模组散热的情况下，可将电源内置。
安装注意事项：
1.LED专用开关电源要注意做好防水措施。
2.开关电源应根据LED模组特性调节好输出电压，在使用过程中不得随意旋转电压调节按钮！
3.本公司模组均为低电压产品。220V交流电不适用，所以电源线的长度越短越好。
4.LED模组存在正负极之分，安装时注意正负极相对应，如果正负接反，模组不会发光 ，但也不会损坏LED模组，只要换接即可。不可调大调小电压！
5.LED模组安装过程中，要求采用双面胶或者木工胶，使模组卡槽与吸塑底板牢固粘贴。在使用双面胶时，必须再打玻璃胶，否则在室外阳光长时间照射下，会造成模组脱落，这个很重要！
6.LED模组在吸塑字或者箱体里面安装时，尽量多形成一些回路，而且模组串联组数尽量少些，不要超过40组，七彩系列不要超过20组，否则会受到电压降的影响，而且很有可能会造成单路电流过大烧坏电路板！
7.没有经过防水处理的LED模组，安装在吸塑字或者箱体时，应预防雨水进入。
8.LED模组的间距可根据亮度和模组大小等实际情况进行调整，每平方的数量一般在50-100组之间。在排布LED模组的时候，应注意发光的均匀和亮度需求；模组与字体边的距离一般为2-5公分，模组与模组间的垂直和水平距离建议为2-6CM。LED模组安装时不可推，挤压模组上的器件，以免造成器件的破坏，里面的连接线应该玻璃胶固定在地板上，以免遮光。
9.LED模组与发光体表面的距离要控制好，这样才能保证光的均匀性和亮度，所以灯箱的厚度也很重要。
10.产品在安装和使用过程中请注意防静电，不要用锐器去触碰光源和胶水。不要接触强酸，强碱等腐蚀化学用品，不能靠近火源。
四、质量好坏
一、理论分析
1、芯片生产厂家，顶级的芯片主要来自美国、德国、日本以及韩国等。但对大陆LED模组厂家来讲绝大部分使用的芯片来自台湾，当然也有很多使用大陆产的芯片，这主要跟厂家产品的市场定位、用户特点及政府政策有关，芯片的厂家不同一般其稳定性能也不同。也许你会问为什么不用CREE，欧司朗，日亚的，首先这些世界顶级芯片厂商都有固定的目标市场定位，比如国防订单等，再则说了，特意进口一点CREE芯片来制造模组，用起来也不划算；而且如果没有配套的原材料驱动，就不能完全发挥其优势，这样的话也是极大的浪费。
2、芯片的尺寸大小。同种芯片，尺寸越大，一般亮度越高，承载力越强，稳定性能也越高，当然价格相对也高。模组芯片的尺寸现在主要有:9MIL,10MIL,12MIL,14MIL以及23MIL等等。
3、发光效率。每瓦发出的LM值叫发光效率。这个是评判LED是否节能的重要标准。白炽灯14.4LM/W左右,日光灯51LM/W左右,霓虹灯43LM/W左右，LED目前最高可达150LM/W，但国内使用的大部分LED的光效都在60~100LM/W。需要注意的是在LED中只有白光可以达到这么高的光效，红黄蓝普遍相对比较低（这主要跟人的视觉定义有关）。但是和霓虹灯相比没有重金属污染，易维护。
4、寿命。LED的寿命大家都认为是100,000H。其实LED产品在10年或20年后才可以达到100，000小时，目前最好的LED的寿命预计也只有50，000小时。白炽灯1000小时,日光灯2000小时,霓虹灯10，000小时。所谓的10万小时，只是科学家们在实验室中常温下测算得出的。而且把芯片封装形成LED成品之后，就算是顶级的芯片，由于封装者在生产时使用的设备的先进差异，技术上的差异，封装形式的不同，管理的不同，以及用户使用方式的的差别，导致寿命也不相同。贴片LED，寿命可以达到40，000-50，000小时；食人鱼LED，寿命可到30，000小时，直插式LED，寿命是10，000小时。当然，随着芯片和封装技术的进步这些数据都会逐步提高。前提是大家搞清楚一个重要概念，LED寿命是指当LED的发光亮度是原来亮度70%的时候，我们就判定LED寿命到此为止。
5、线路板的质量。LED的质量相同的情况下，线路板的质量会对LED的寿命产生重要影响。线路板分为铝板，玻纤板，半玻纤板，纸板。铝板的质量最好，散热效果最佳，但是成本太高，国内厂家一般只有在大功率LED产品上使用，LED模组厂家一般使用的是纸板，半玻纤和玻纤板。模组方面，单色的食人鱼、草帽模组一般用的是纸板或者半玻纤，贴片系列一般用半玻纤或则玻纤板。七彩和全彩模组系列一般至少也要半玻纤，这样才能门当户对。
6、补充：全彩模组的IC及元器件比较。IC有几十种，不同的IC，性能不同，稳定性不同，价格也不同；当然使用元器件的不同影响全彩系列模组的性能及成本。
7、焊锡亮度如何，是否饱满。如果线路板形同的情况下，就要判断LED在线路板上的焊接点是否光亮饱满，这个影响到模组的散热。
8、电线。电线是LED模组之间的连接线，通过电流大小和电线有重大关系，硅胶套，里面含铜丝多，线体柔然，这个是最好的电线，硅胶套能够抵御长时间的氧化，也能使线体柔软，方便用户在狭小的空间安装，铜丝多就可以通过更多电流，不会被打电流烧坏。如果该电线具备美国UL认证，质量肯定可靠，其实这个人眼和手就能判断。
9、外壳。这个因素不重要，好点的外壳可以防紫外，阻燃。
10、电阻品质。
11、胶水品质。
二、实际应用中如何简单有效识别
如果有人告诉你只看外观就可以完全断定一个厂家生产模组的质量，我可以很明确的告诉你这个人是在忽悠。因为有太多外观相似的模组了，就算外观略有不同，构造也是一样，线路板，灯珠，线材，卡槽。所以还是需要一些简单的操作来识别一下：
让模组通电，点亮
1、比较亮度，将亚克力板紧贴着同数量的模组然后缓缓提升小段距离，此间观看灯珠亮度能否达到自己的要求。当然把模组直接放在字里面更直接一些。
2、比较通过的电流大小（这个非常重要）。白光理论上一般<=20MA，其他<=25MA,由于贴片模组使用的芯片原材料的不同及芯片尺寸有些稍大，承载力较大，实际应用中为了满足更高的亮度，可能会有2-5MA的提高，当然前提是芯片厂测试的结果不影响正常使用。对于电流特高的，比如30-40MA的模组，我觉得用户是应该考虑一下其稳定性了。许多用户是凭观察电阻型号来判定的，其实这是不科学的，电阻的大小决定不了模组整体电流的大小，因为灯珠的尺寸和原材料不同，本身的电阻就不一样，所以还是以整体的电流来参照比较科学。
实际中，一些招牌刚开始亮度还可以，过一段时间，长则一年，短的3-5个月就变的昏昏暗暗的，甚至还没萤火虫星星亮，尤其是白光；原因就是光衰太大，而根本原因就是电流太大。
以上之所以要这么做，就是因为绝大多数用户没有条件去判定此芯片的产处、构造及尺寸大小及寿命等，仅凭厂方的理论诉说难以保证事实。所以只能用这种简单的方法和厂家提供的价格来判定是否适合自己。
3、在观看亮度的同时，要注意灯珠的光线是否均匀，考虑使用的时候是否会照成发光面亮度的差异影响美观。在观察白光的时候一定要注意有没有出现色差（这个相当重要）——如果用一张薄的白纸覆盖在上面可能会观察不出来，所以要用一定厚度的亚克力。有无色差是区分白光模组质量好坏的最重要的部分，也是导致价格差异的最主要原因之一。分光配套设备在内地市场价格昂贵甚至紧缺，这样就导致了市场上出现许多有色差的白光LED模组，外露灯等。一个白光招牌里面，有的地方出现冷白，有的正白，有的暖白，甚至出现红，紫，蓝色等，看起来象个大花脸似的。这就是色差或出现严重光衰造成的；一批白光模组，装上去发现颜色不一致，或者上一批跟下一批不一致，这都是因为没有分光或分得不细的原因。
4、线材辨别。是不是硅胶套、有没有通过美国UL认证，这些我想仅凭厂家口头难以证明，所以最直接的方法就是拨开外皮，数一下里面的线芯数量！用15,17,19芯甚至20、30多芯线的模组应该不比14、11芯的模组差，反之亦然。
5、灯珠温度。很简单，点亮一段时间后，用手摸一下灯珠，温度很高甚至烫手的肯定没有温度低的稳定性好。当然客户也可以观察一下线路板，用玻纤的模组一般比用纸板的模组要好。
6、焊点品质。焊点饱满的证明焊接工艺好，亮度高的证明焊锡用的好；严重的就是虚焊，一定时间后出现接触不良现象。这样后续的维护就会麻烦起来。
7、滴胶工艺。这就要看胶水的覆盖情况。
8、胶水品质。
9、全彩模组除了以上几个方面，还需要鉴定IC及辅助元器件。
IC有LPD6803,D705,1101,6909, 6912LPD8806,LPD8809TM1803,TM1804,TM1809,TM1812TM1903，TM1904，TM1909，TM1912UCS6909，UCS6912，UCS7009，UCS5903UCS1903，UCS1909，UCS1912,UCS3903DMX512,WS2801,WS2803,WS2811,DS189TLS3001,TLS3002，TLS3008P9813,SM16715,SM16716,BS0901,BS0902,BS0815
其中用的最多的应该是：LPD6803，1903，D705，5903，3001这几种吧。D705和5903价格便宜，5903是D705的升级版，但稳定性相对都没6803好。6803灰度32,1903灰度256，两者稳定性都不错，价格比5903，D705高一些。3001灰度更高，稳定性也好，价格更高一点吧。但用的相对稍微少一些。 IC和灯珠质量一样重要，好的驱动好的兼容，这样才能发挥作用。当然，一个线路板上仅有IC、灯珠和电阻的全彩模组在稳定性上就不如配有电容、二级、三级管的全彩模组。前者容易受电压的影响导致信号传输困难。尤其是在使用数量较多的全彩灯的时候，维护起来比较麻烦。