LED灯珠发黑是LED厂家经常碰到的问题。统佳做了一系列的检测得出LED灯珠发黑只是表象，碳化、氧化、硫化、氯化、溴化、和化学不兼容化等原因均会导致LED灯珠发黑的现象。[敏感词]简单介绍一下：

　　1.碳化

　　LED灯珠六大原物料(芯片、支架、固晶胶、键合线、荧光粉、封装胶)的材料缺陷和3大封装工艺(固晶、打线、灌胶)的工艺缺陷都有可能导致LED灯珠产生极高的温度，造成LED灯珠局部或整体发黑、光源碳化。LED灯具散热设计不合理、散热材料导热系数低、电源设计不合理、回流焊缺陷太多也会造成光源碳化。

　　2. 氧化

　　银在高温高湿的环境下，会极易与氧气发生反应，生成黑色的氧化银。统佳在确诊LED灯珠发黑原因为镀银层氧化后，将建议客户进一步做光源和灯具气密性检查，根除湿气渗透途径。

　　3. 硫化、氯化、溴化

　　LED灯珠支架上的镀银层接触含硫气体会生成硫化银，接触酸性含氮的氯、溴气体则会生成对光敏感的卤化银，这都会导致光源发黑失效。光源硫/氯/溴化在LED灯珠和灯具的生产、存储、老化、使用的每个环节都有可能发生。所以LED灯珠发黑被确定为硫/氯/溴化后，建议客户要根据硫/氯/溴化发生的环节，选择具体的排硫方案。排硫/氯/溴检测项目有：灯具排硫/氯/溴(含内置电源)、灯具排硫/氯/溴(除外置电源)、电源排硫/氯/溴、辅料排硫/氯/溴、封装车间排硫/氯/溴、照明车间排硫/氯/溴、回流焊车间排硫/氯/溴。

　　4. 化学不兼容性

　　LED灯珠发黑还可能是由于化学物质的污染而造成，这种发黑现象会经常出现在具有很少或没有空气流动的密封灯具中。所以LED灯珠发黑确定是由化学兼容性问题造成，建议客户针对灯具所用物料做化学不兼容性排查，以找出与光源不兼容的物料。

　　一、大功率LED灯珠透镜的材料种类

　　1.大功率LED灯珠硅胶透镜

　　a.因为硅胶耐温高(也可以过回流焊)，因此常用来直接封装在LED灯珠芯片上。

　　b.一般硅胶透镜体积较小，直径3-10mm。

　　2.大功率LED灯珠PMMA透镜

　　a.光学级PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力)。

　　b.塑料类材料，优点：生产效率高(可以通过注塑、挤塑完成);透光率高(3mm厚度时穿透率93%左右);缺点：温度不能超过80°(热变形温度92度)。

　　3.大功率LED灯珠PC透镜

　　a.光学级料Polycarbonate(简称PC)聚碳酸酯。

　　b.塑料类材料，优点：生产效率高(可以通过注塑、挤塑完成);透光率稍低(3mm厚度时穿透率89%左右);缺点：温度不能超过110°(热变形温度135度)。

　　4.大功率LED灯珠玻璃透镜

　　光学玻璃材料，优点：具有透光率高(97%)、耐温高等特点;缺点：形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高等。但是，目前国内已有极少厂家开始研发玻璃模造工艺，使用模具熔铸生产玻璃透镜，可生产各种形状、特殊表面的透镜。另外，模具化生产，产品一致性好、精密度高，并且可以极大的提升生产效率，有效降低玻璃透镜的成本，加上透光率高的特点，玻璃透镜势必成为光学塑料类大功率LED灯珠透镜的替代性产品。不过目前此类生产设备的价格高昂，短期内很难普及。此外玻璃较PMMA、PC料易碎的缺点，还需要更多的研究与探索，以现在可以实现的改良工艺来说，只能通过镀膜或钢化处理来提升玻璃的不易碎特性，虽然经过这些处理，玻璃透镜的透光率会有所降低，但依然会远远大于普通光学塑料透镜的透光效果。所以玻璃透镜的前景将更为广阔。

　　二、大功率LED灯珠透镜的应用分类

　　1.一次透镜

　　a.一次透镜是直接封装(或粘合)在LED灯珠芯片支架上，与LED灯珠成为一个整体。

　　b.LED灯珠芯片(chip)理论上发光是360度，但实际上芯片在放置于LED灯珠支架上得以固定及封装，所以芯片[敏感词]发光角度是180度(大于180°范围也有少量余光)，另外芯片还会有一些杂散光线，这样通过一次透镜就可以有效汇聚chip的所有光线并可得到如180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度，但是不同的出光角度LED灯珠的出光效率有一定的差别(一般的规律是：角度越大效率越高)。

　　c.一次透镜一般用PMMA、PC、光学玻璃、硅胶等材料。

　　2.大功率LED灯珠二次透镜

　　a.二次透镜与LED灯珠是两个独立的物体，但它们在应用时确密不可分。

　　b.二次透镜的功能是将LED灯珠光源的发光角度再次汇聚光成5°至160°之间的任意想要的角度，光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形。

　　c.二次透镜材料一般用光学级PMMA或者PC;目前只在特殊情况下才选择玻璃。但随著玻璃模造工艺的推广与普及，二次透镜将会迎来一次材料性的革命，光学玻璃将替代光学级的PMMA或者PC。

　　三、大功率LED灯珠透镜规格分类

　　1.穿透式(凸透镜)

　　a.当LED灯珠光线经过透镜的一个曲面(双凸有2个曲面)时光线会发生折射而聚光，而且当调整透镜与LED灯珠之间的距离时角度也会变化(角度与距离成反比)，经过光学设计的透镜光斑将会非常均匀，但由于透镜直径和透镜模式的限制，LED灯珠的光利用率不高及光斑边缘有比较明显的黄边(产生黄边的原因暂不赘述);

　　b.一般应用在大角度(50°以上)的聚光，如台灯、吧灯等室内照明灯具;

　　2.折反射式(锥型或杯型)

　　a.透镜的设计在正前方用穿透式聚光，而锥形面又可以将侧光全部收集并反射出去，而这两种光线的重迭(角度相同)就可得到最完善的光线利用与漂亮的光斑效果;

　　b.也可在锥形透镜表面做些改变，可设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。

　　3.透镜模块

　　a.是将多个单颗透镜通过注塑完成一个整体的多头透镜，按不同需求可以设计成3合1、5合1甚至几十颗合一的透镜模块;也可以把两个单独的透镜通过支架组合在一起。

　　b.此设计有效节省生产成本，实现产品质量的一致性，节省灯具机构空间，更容易实现“大功率”等特点。

　　四、大功率LED灯珠透镜的设计与模具加工

　　1.首先取决于光源(大功率LED灯珠)，不同品牌的大功率LED灯珠其芯片结构与封装方式、光线特性等均会有所区别，从而造成同样的透镜搭配不同规格品牌LED灯珠时差异;所以要求有针对性开发(以主流品牌为导向)，才能达成实际需要的效果;

　　2.利用光学设计软件(如Code V、ZEMAX、TracePro、ASAP、LighTools等)和机械建模软件(如：Pro/E、UG、SOLIDWORKS等)进行设计和光学仿真，不断优化而得到相应的光学透镜

　　3.LED灯珠透镜本身属于精密光学配件，故其对模具的精度要求极高，特别是透镜光学曲面的加工精度要达到0.1μm。一般对此类高精度模具的加工必须具有以下设备：超精密加工机(如：PRECITECH NANOFORM 350)、CNC 综合加工机、精密磨床、精密铣床、钻床、CNC精密火花机、表面轮廓仪、干涉仪等。

　　4.模具最精密的部件在于光学模仁，首先必须选用专用模仁钢材(如：瑞典S136镜面钢)经过热处理到55°，完成粗胚，在粗胚上经过镀镍处理后再用超精密加工机进行曲面加工而得到。

　　五，大功率LED灯珠透镜的用料及生产

　　1.LED灯珠透镜作为光学级的产品，对透光性、热稳定性、密度、折射率均匀性、折射率稳定性、吸水性、混浊度、[敏感词]长期工作温度等都有严格的要求。因此，必须根据实际选择透镜的材料。原则上选择光学级PMMA，如有特殊的需求可选择光学级PC。

　　2.必须配备万级甚至更高级别的无尘车间，作业人员必须著防静电服装、戴手指套、戴口罩等防静电防尘措施，并且定期对车间做检验与清理。

　　3.须有专业的光学注塑机如东芝、德马格、海天、震雄等品牌的注塑机，并严格控制注塑工艺才能得到合格的产品。

　　4.产品检验：无气泡、无凹陷、无缩痕、无流纹、无月牙;形状精度 Rt<0.005 表面粗糙度 Ra<0.0002。

　　5.产品必须用防静电防尘PVC包装，并且须完全密封包装，存放必须严格控制温度与湿度，并且[敏感词]不要存放超过一年以上。