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LED本质上是很可靠的，但严酷的应用可能会使固态照明设备面临风险。本文将阐述了如何选择正确的保护材料。
来提高LED的使用寿命和性能。
随着LED和固态照明行业的蓬勃发展，产品开发商正在将技术应用到严酷的环境中。现在，我们来讨论在恶劣环境中(如海洋应用)保护LED和电路组件的必要性。涂层和其他保护技术可以延长固态照明系统的使用寿命和性能。
我们将强调在各种环境中使用LED，并介绍在这些环境下如何采取适当的保护。开发过程必须确保可靠性，同时确保固态照明系统良好的光学性能(图1)。
LED应用越来越多样化;设计要求、位置或产品的功能都能证明LED设计人员面临的挑战在不断变化。像大多数电子设备一样，LED表现良好，直到外部影响开始降低其性能。这些影响可以包括灰尘、潮湿或腐蚀性环境的静电吸引，化学或气体污染以及许多其它可能性。因此，需要仔细考虑到最终用途环境，以确保可以选择正确的产品。
01 机遇与应用
LED照明的发展归功于LED在适应性、寿命和效率方面灯优势优于传统的照明形式。因此，很容易理解为什么LED照明被广泛应用于大量应用中，包括家用灯、工厂用工业照明，海洋环境照明以及建筑照明和设计等。
02 保护选项
保形涂层是我们讨论的第一个保护措施。涂层通常是符合轮廓的薄漆，提供良好的保护的同时而不会显著增加电路板的重量或体积。并且易通过喷涂或浸渍技术就可以轻松地使用。
为了在LED顶部进行保护，使用的涂层须具有良好的透明度，并且在所需环境中在产品的整个使用寿命内一直保持清晰。如果用于室外，涂层可能就需要具有良好的UV稳定性。因此，最佳类型的保形涂层都基于一种丙烯酸化学材料，提供清晰度和颜色稳定性以及优异的湿度和盐雾保护性。图2展示我司纳米涂层标准的盐雾试验。
图2 当暴露于盐雾试验时，基于不同化学基质的涂料可提供不同程度的性能。
通常，丙烯酸共形涂层是基于溶剂的产品，其中使用的溶剂是一种液体载体，将树脂薄膜沉积在基材上。使用的溶剂为挥发性有机化合物(VOC)。由于这种溶剂在应用阶段仅存在于LED上几分钟时间，所以对于大多数系统来说，这不是一个长期存在的问题。
03 色温问题
除了要考虑涂层对LED的影响外，还需要了解涂层对色温的影响。图3描述了在LED照明中常见的相关色温(CCT)带。色温随时间的变化，也被称为色彩维护，当考虑保护介质的类型时，这一直是一个问题。据了解，无论什么材料直接放置在LED晶体上，都会导致相互作用，从而导致色温偏移。
图4描绘了暖白色LED的典型色温偏移。为了突出色温可能的变化，它已经包括了不同的厚度和固化机理，以突显色温的可能变化。红线表示所用LED特定类型的色温边界;就是说，当购买LED时，其色温就可能在这些线之间的任何地方。
图4色温偏移取决于涂层厚度和固化时间。
图4中所指的薄涂层和厚涂层代表保形涂层的最小和最大厚度水平，即25和75微米。通过应用这种薄膜，色温偏移被最小化，并且可以在由LED制造商给出的边界内进行控制。
在理想的情况下，保形涂层可用于所有LED应用中，因为保形涂层应用简便、对照明单元的体积和重量影响小、使用的多功能性以及对色温偏移的影响。但是，众所周知，一个解决方案通常无法适用于所有应用程序。如前所述，保形涂料在潮湿和盐雾环境中提供了极好的防护等级，但是在经常浸入水中、化学飞溅以及腐蚀性气体的环境中，保形涂层不能提供最高水平的保护。在这种情况下，我们建议考虑密封树脂以提供更高水平的保护。
04 密封树脂
密封树脂也以许多不同的化学类型出现，包括环氧树脂、聚氨酯和硅树脂。通常，环氧树脂在机械影响方面提供更坚固的保护，但是它们没有其它化学品的柔性，这可能导致热循环期间的问题。此外，标准环氧树脂系统不能提供其他系统的清晰度和颜色稳定性。
硅树脂确实有极好的透明度，并且在极端温度下表现良好，而聚氨酯树脂在恶劣环境中提供良好的柔韧性、透明度和高水平的保护。图5显示了三种树脂化学类型在暴露在紫外线1000小时后，通过检查树脂的颜色差异，三种树脂化学类型的透明度差异，从而突出了每种树脂在室外条件下的稳定性。在此图中，硅树脂和聚氨酯树脂显然优于标准环氧树脂体系。
图5 暴露在紫外线1000小时后，树脂化学物质对色温有不同的影响。
05 环境暴露
比较各种产品在恶劣环境下的性能，也可以让用户根据最终使用条件来进行产品选择。例如，图6示出了腐蚀性气体环境对丙烯酸保形涂层、聚氨酯树脂和硅树脂的影响。通过将三者暴露于混合气体环境后，检查LED的光通量百分比降低。这些结果清楚地说明了为环境选择正确产品的重要性。虽然保形涂层在腐蚀性气体环境中表面绝缘电阻不会劣化，但是对于LED而言，它不能充分保护LED，因为它可以让气体通过薄涂层并穿透LED，从而随时间推移，其性能降低。
图6当暴露于腐蚀性气体时，不同的涂层类型可能会导致光学效率的退化。
06 保护材料配方
图7显示了用不同厚度聚氨酯树脂的LED的典型色温偏移。很明显，厚度与色温偏移程度直接相关，因此在选择合适的保护材料时，这是另一个重要考虑。我们知道会出现色温偏移，但要考虑到LED偏移的重复性。如果偏移持续，则可以通过重新考虑原始LED色温。
图7 色温根据涂层的厚度发生不同程度的变化。
当条件变得更具挑战性时，建议转换到密封树脂。在这种情况下，化学类型之间的选择将由最终使用条件和特定的环境影响决定。此外，应考虑要添加的树脂的厚度，以确保实现充分的保护，同时尽可能减少对色温变化的影响。
