LED照明產品在生產在線測試的可行性與必要性
前言LED因其省電、環保的特性,普遍被認為是下世代的主流照明技術,各廠商各國政府無不看好此項技術,紛紛投入大量資源投資,然而時至今日,LED照明相對偏高的價格,讓市場的開展始終不如預期。除了價格因素之外,LED照明的規格標示不一、參差不齊的質量、無法預期的可靠度等等,也都是LED照明市場推廣的阻礙。有鑒於此,各LED照明標準紛紛公佈,對量測手法也多所著墨,如IES LM-79便規範了積分球與分佈亮度計等量測方式。然而標準規範的方式往往只考慮了準確性,對使用上的方便性、測試所需花費的時間等等其他因素往往忽略,使得標準所規範的量測方式只能在實驗室應用,如積分球與分佈亮度計的上下料件便利性,測試所需花費的空間與時間等,均使其在生產在線不易使用,而只在實驗室里的少量測試,對於整體LED照明產品的質量提升幫助有限,也使消費者不易更廣泛的接受LED照明產品。
系統原理若能有一測試方式能滿足1)方便上下料件,2)設備尺寸適中,3)量測時間快速,4)測試成本低廉,5)量測數值能與實驗室設備有良好比對結果,若能滿足這些條件,則LED照明產品在生產在線百分之百測試將是可行,LED照明產品的質量問題也才能不再為消費者詬病。
因此,假若能在LED待測物周圍,以適當的方式布滿光偵測器,則此量測設備本身將只比待測物尺寸略大一些,而此量測設備亦較容易與自動化結合。
致茂電子推出一創新之量測方式,採用單晶矽太陽能板(mono-crystalline silicon solar cell)為光偵測器,在待測物周圍適當布滿,如圖一的燈泡測試與圖二的燈管測試結構,利用太陽能板的光電轉換原理,以及太陽能板相對大面積與成本較低廉之特點,不僅大幅縮減了量測設備尺寸,也大幅提升了測試速度,含上下料件時間在內,每顆LED燈泡的所有光電參數測試可在六秒鐘內完成,實現了在生產在線測試的可能性。
本方法利用太陽能板接收到光的能量能轉換成電的特性,來達成光能量偵測的目的。一般商用單晶矽太陽能板對波長的響應如圖三所示,圖中列了三片太陽能板的波長響應實際量測數據,由圖中可知,在一般LED的波長應用範圍內,單晶矽太陽能板均能有不錯的響應。而太陽能板的短路電流,其電流值大小為其所接收光能量的函式,由此特性,便能藉由量測此短路電流的數值,而得知LED照明產品所發出光的能量,亦即其流明值。當然,太陽能板的質量須經過嚴格的篩選程序,方能用來做為光偵測器,例如每片太陽能板上各區的響應度均需一致等等條件。