大功率LED透鏡LED透鏡的應用分類

大功率LED透鏡一次透鏡

a. 一次透鏡是直接封裝（或粘合）在LED芯片支架上，與LED成為一個整體。

b. LED芯片（chip）理論上發(fā)光是360度，但實際上芯片在放置于LED支架上得以固定及封裝，所以芯片最大發(fā)光角度是180度（大于180°范圍也有少量余光），另外芯片還會有一些雜散光線，這樣通過一次透鏡就可以有效匯聚chip的所有光線并可得到如180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度，但是不同的出光角度LED的出光效率有一定的差別（一般的規(guī)律是：角度越大效率越高）。

c. 一次透鏡一般用PMMA、PC、光學玻璃、硅膠等材料。

大功率LED透鏡二次透鏡

a. 二次透鏡與LED是兩個獨立的物體，但它們在應用時確密不可分。

b. 二次透鏡的功能是將LED光源的發(fā)光角度再次匯聚光成5°至160°之間的任意想要的角度，光場的分布主要可分為：圓形、橢圓形、矩形。

c. 二次透鏡材料一般用光學級PMMA或者PC；只在特殊情況下才選擇玻璃。但隨著玻璃模造工藝的推廣與普及，二次透鏡將會迎來一次材料性的革命，光學玻璃將替代光學級的PMMA或者PC。

大功率LED透鏡硅膠透鏡

a. 因為硅膠耐溫高（也可以過回流焊），因此常用來直接封裝在LED芯片上。

b. 一般硅膠透鏡體積較小，直徑3-10mm。

大功率LED透鏡PMMA透鏡

a. 光學級PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱：亞克力）。

b .塑料類材料，優(yōu)點：生產(chǎn)效率高（可以通過注塑、擠塑完成）；透光率高（3mm厚度時穿透率93%左右）；缺點：溫度不能超過80°（熱變形溫度92度）。

大功率LED透鏡PC透鏡

a. 光學級料Polycarbonate（簡稱PC）聚碳酸酯。

b. 塑料類材料，優(yōu)點：生產(chǎn)效率高（可以通過注塑、擠塑完成）；透光率稍低（3mm厚度時穿透率89%左右）；缺點：溫度不能超過110°（熱變形溫度135度）。

大功率LED透鏡玻璃透鏡

光學玻璃材料，優(yōu)點：具有透光率高（97%）、耐溫高等特點；缺點：形狀單一、易碎、批量生產(chǎn)不易實現(xiàn)、生產(chǎn)效率低、成本高等。但是，國內(nèi)已有極少廠家開始研發(fā)玻璃模造工藝，如深圳市燈燁光電使用模具熔鑄生產(chǎn)玻璃透鏡，可生產(chǎn)各種形狀、特殊表面的透鏡。另外，模具化生產(chǎn)，產(chǎn)品一致性好、精密度高，并且可以極大的提升生產(chǎn)效率，有效降低玻璃透鏡的成本，加上透光率高的特點，玻璃透鏡勢必成為光學塑料類大功率LED透鏡的替代性產(chǎn)品。不過此類生產(chǎn)設備的價格高昂，短期內(nèi)很難普及。此外玻璃較PMMA、PC料易碎的缺點，還需要更多的研究與探索，以可以實現(xiàn)的改良工藝來說，只能通過鍍膜或鋼化處理來提升玻璃的不易碎特性，雖然經(jīng)過這些處理，玻璃透鏡的透光率會有所降低，但依然會遠遠大于普通光學塑料透鏡的透光效果。所以玻璃透鏡的前景將更為廣闊。

大功率LED透鏡穿透式（凸透鏡）

a. 當LED光線經(jīng)過透鏡的一個曲面（雙凸有2個曲面）時光線會發(fā)生折射而聚光，而且當調(diào)整透鏡與LED之間的距離時角度也會變化（角度與距離成反比），經(jīng)過光學設計的透鏡光斑將會非常均勻，但由于透鏡直徑和透鏡模式的限制，LED的光利用率不高及光斑邊緣有比較明顯的黃邊（產(chǎn)生黃邊的原因暫不贅述）；

b．一般應用在大角度（50°以上）的聚光，如臺燈、吧燈等室內(nèi)照明燈具；

大功率LED透鏡折反射式（錐型或杯型）

a.透鏡的設計在正前方用穿透式聚光，而錐形面又可以將側光全部收集并反射出去，而這兩種光線的重疊（角度相同）就可得到最完善的光線利用與漂亮的光斑效果；

b.也可在錐形透鏡表面做些改變，可設計成鏡面、磨砂面、珠面、條紋面、螺紋面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。

大功率LED透鏡透鏡模塊

a. 是將多個單顆透鏡通過注塑完成一個整體的多頭透鏡，按不同需求可以設計成3合1、5合1甚至幾十顆合一的透鏡模塊；也可以把兩個單獨的透鏡通過支架組合在一起。

b. 此設計有效節(jié)省生產(chǎn)成本，實現(xiàn)產(chǎn)品質量的一致性，節(jié)省燈具機構空間，更容易實現(xiàn)“大功率”等特點。

1． 首先取決于光源（大功率LED），不同品牌的大功率LED其芯片結構與封裝方式、光線特性等均會有所區(qū)別，從而造成同樣的透鏡搭配不同規(guī)格品牌LED時會所差異；所以要求有針對性開發(fā)（以主流品牌為導向），才能達成實際需要的效果；

2． 利用光學設計軟件和機械建模軟件（如：Pro/E、UG、SOLIDWORKS等)進行設計和光學仿真，不斷優(yōu)化而得到相應的光學透鏡

3．LED透鏡本身屬于精密光學配件，故其對模具的精度要求極高，特別是透鏡光學曲面的加工精度要達到 0.1μm。一般對此類高精度模具的加工必須具有以下設備：超精密加工機、CNC 綜合加工機、精密磨床、精密銑床、鉆床、CNC 精密火花機、表面輪廓儀、干涉儀等。

4．模具最精密的部件在于光學模仁，首先必須選用專用模仁鋼材經(jīng)過熱處理到55°，完成粗胚，在粗胚上經(jīng)過鍍鎳處理后再用超精密加工機進行曲面加工而得到。

1． LED透鏡作為光學級的產(chǎn)品，對透光性、熱穩(wěn)定性、密度、折射率均勻性、折射率穩(wěn)定性、吸水性、混濁度、最高長期工作溫度等都有嚴格的要求。因此，必須根據(jù)實際選擇透鏡的材料。原則上選擇光學級PMMA，如有特殊的需求可選擇光學級PC。

2． 必須配備萬級甚至更高級別的無塵車間，作業(yè)人員必須著防靜電服裝、戴手指套、戴口罩等防靜電防塵措施，并且定期對車間做檢驗與清理。

3． 須有專業(yè)的光學注塑機,并嚴格控制注塑工藝才能得到合格的產(chǎn)品。

4． 產(chǎn)品檢驗：無氣泡、無凹陷、無縮痕、無流紋、無月牙；形狀精度 Rt<0.005 表面粗糙度 Ra<0.0002。

5． 產(chǎn)品必須用防靜電防塵PVC包裝，并且須完全密封包裝，存放必須嚴格控制溫度與濕度，并且最好不要存放超過一年以上。

從以上LED透鏡的設計與生產(chǎn)過程來看，看似簡單的LED透鏡，從設計到成品，其對軟件、硬件的要求都非常高，這也造成了市場上LED透鏡的價格差異很大。從LED照明普及的美好前景來看，透鏡做為LED照明燈具的必備部件，市場前景也將越來越好。

1、無論遠近，燈罩（反光杯）與透鏡沒多大區(qū)別，均勻性來講，透鏡會優(yōu)于反光杯；

2、用小角度的LED透鏡,效果比燈罩好,因為要射得遠的!燈罩聚光已經(jīng)過透鏡(因為LED本身一定會有透鏡的)再經(jīng)過一次光罩聚光,這次會浪費很多光的,還不如在透鏡就聚光了,而透鏡的發(fā)光角度很好處理!

另:如果空間可以的話,用3個1W的,比使用一個3W的效果要好得多!

3、相比之下，燈罩發(fā)光均勻點范圍大，但是投光度不好，透鏡則相反；

4、LED透境顯得要高檔些。

大功率LED透鏡填充硅膠SP3818

可廣泛用于精密電子、電器、儀器儀表元件的澆注灌封，以達到耐溫、防潮、防震、絕緣、密封的目的。A\B兩組份混合后可在常溫固化的優(yōu)點，特別適用大功率LED透鏡的填充，提高產(chǎn)品發(fā)光效率。SP3818有機硅膠可用作光電元件的透明灌封，用于大功率芯片封裝的內(nèi)填充膠可減小震動、消除應力。

1、大功率LED透鏡填充硅膠SP3818分A、B組份包裝，均為無色透明液體，避光環(huán)境下可產(chǎn)期保存。

2、以硅－氧（Si－O）鍵為主鏈結構的，因此不易被紫外光和臭氧所分解，無雙鍵存在，在高溫下（或輻射照射）分子的化學鍵不斷裂，可在-.50℃～200℃范轉內(nèi)長期使用。經(jīng)過300℃七天的強化試驗后變化，不龜裂、不硬化， 膠體受外力開裂后可以自動愈合。

3、LED硅膠固化后呈無色透明膠狀體，對PPA及金屬有一定的粘附和密封性良好。

4、具有優(yōu)異的電氣絕緣性能和良好的密封性。

5、LED硅膠適合于作透鏡填充生產(chǎn)大功率LED。

推薦工藝：不同的封裝工藝，建議用不同的配比，會獲得更好的效果。

1、按重量比為A：B=1：1的比例配膠，攪拌8分鐘。

2、真空脫泡10分鐘。

3、在注膠之前，請將支架及透鏡在130℃下預熱60分鐘以上除潮。

4、先80℃烤1個小時再升溫到120℃烤2個小時，分段固化可有效解決氣泡問題提高成品率。

生產(chǎn)時應計算好配膠的量，必須在操作時間內(nèi)把膠用完.配膠時攪拌必須均勻，否則會固化不完全而影響產(chǎn)品性能。大功率LED透鏡填充硅膠SP-3818為硅橡膠產(chǎn)品，使用過程中應該注意避免與一下物質接觸：

有機錫化合物和其它有機金屬化合物；

含有機錫化合物的硅酮橡膠；

硫磺，多硫化合物、聚砜和其它含硫材料；

胺、氨基甲酸乙脂或其它含胺材料；

不飽和烴增塑劑；