Ao fabricar iluminação LED, o binning de LED é essencial. Este processo determina a qualidade e o desempenho das luzes LED. Mas o que exatamente é o binning de LED e como isso afeta as luzes de LED que você usa diariamente?

Binning LED é um método usado para garantir a uniformidade e classificação de produtos de iluminação LED. Envolve o exame de chips de LED individuais quanto ao brilho, temperatura e outros fatores. E assim organizá-los em grupos com características semelhantes.

Neste artigo, explicarei o conceito de binning de LED. Você também aprenderá sobre os diferentes tipos de binning. E como eles afetam o desempenho e a eficiência das luzes LED. Então vamos começar-

O que é LED Binning?

O binning de LED classifica e agrupa LEDs com base em suas características de desempenho, como cor e brilho. Além disso, isso garante que cada LED em um lote atenda a padrões específicos. E assim você pode usá-lo em aplicativos específicos. 

Este processo ajuda os fabricantes e clientes a garantir que os LEDs que recebem atendem aos seus requisitos. Além disso, o binning de LED permite que eles melhorem sua eficiência e qualidade de produção. 

Benefícios do LED Binning

O binning de LED é essencial para manter a qualidade da iluminação LED. E assim vem com muitos benefícios, estes são os seguintes- 

Consistência de cor aprimorada

O binning de LED permite que os fabricantes classifiquem os LEDs por cor e brilho. Isso garante que todos os LEDs em uma caixa específica tenham propriedades semelhantes. Assim, melhora a consistência do produto final.

Maior Eficiência 

Os fabricantes classificam os LEDs em compartimentos com base em seu desempenho. Por exemplo, todos os seus chips são testados para ter igual potência ou brilho durante a fabricação de fitas de LED. Se todos os chips não forem igualmente eficientes, a saída não será produtiva. Todos os acessórios são testados no processo de binning de LED para manter a qualidade. E isso aumenta a eficiência geral do produto final.

Melhor controle de qualidade

Todos os recursos de fixação são testados em binning de LED e os componentes não padronizados são eliminados. Ele também permite que os fabricantes identifiquem e resolvam problemas com seu processo de produção. Assim, o binning de LED melhora a qualidade geral do produto final.

Tipos de LED Binning

A classificação dos LEDs é feita com base em uma variedade de considerações. Dependendo desse fator, você pode agrupar o binning de LED em quatro tipos principais. Estes são os seguintes- 

Classificação de cores

Binning de cores é o processo de classificação de LEDs por suas características de cor. Isso garante que todos os LEDs em um lote tenham a mesma saída de cor e intensidade. Você pode fazer isso usando equipamentos de medição avançados ou inspeção visual. Além disso, o agrupamento de cores ajuda a garantir um desempenho de iluminação consistente. 

• Importância da classificação de cores

Ele garante que os LEDs de um determinado produto tenham a mesma temperatura de cor (CCT). Além disso, o binning de cores fornece uma índice de renderização de cores (CRI). Isso torna a luz dos LEDs consistente em todas as unidades. E as cores dos objetos são representadas com precisão. 

• Padrões para classificação de cores

O binning de cores de LED é baseado na Diagrama de Cromaticidade CIE 1931 (da Comissão Internacional de Iluminação). Este diagrama tem uma série de quadriláteros que identifica diferenças nos espectros de luz.

Este padrão CIE divide as temperaturas de cor do LED em quatro categorias. Estes são;

O índice de renderização de cores (CRI) e o Escala de Qualidade de Cor (CQS) são os outros padrões usados ​​para binning de cores de LED. O CRI mede a precisão com que uma fonte de luz reproduz as cores na luz solar natural. Ao mesmo tempo, o CQS calcula com que precisão uma fonte de luz exibe diferenças sutis de cor. Um LED de boa qualidade deve ter um CRI de pelo menos 80, enquanto um CQS de pelo menos 70. 

• Métodos para obter categorização de cores consistente

Existem alguns métodos que podem obter binning de cores consistente em LEDs.

Espectrofotometria: Este método envolve a medição das características espectrais de cada LED usando um espectrofotômetro. Os dados coletados podem classificar os LEDs em diferentes compartimentos. Baseia-se em suas propriedades de cor e brilho.

Colorímetro: Um colorímetro é um dispositivo que mede a cor de um LED analisando a luz que ele emite. Esta informação pode classificar os LEDs em diferentes compartimentos com base nas propriedades de cor.

Inspeção visual: Este método envolve a inspeção visual de cada LED. Ele determina suas propriedades de cor e brilho. Além disso, este método pode ser menos preciso do que os outros métodos. É frequentemente usado como uma maneira rápida e fácil de classificar os LEDs em diferentes compartimentos.

Binning automatizado: É um processo em que os LEDs são classificados em diferentes compartimentos usando visão de máquina e robótica. Este método é rápido e eficiente. No entanto, requer um alto grau de precisão. Ele também precisa de precisão para produzir resultados consistentes.

Binning de Fluxo Luminoso

O Luminous Flux Binning categoriza os LEDs em diferentes compartimentos com base em sua saída de luz. O procedimento envolve a contagem da saída de luz de cada LED. Depois disso, agrupe-os em compartimentos com base no brilho.

• Importância do Binning de Fluxo Luminoso

O binning de fluxo luminoso inclui a classificação de LEDs com base no brilho ou na saída da luz. Assim, garante que todas as luminárias em um lote brilhem igualmente. Além disso, produzirá uma iluminação consistente e uniforme. Além do mais, fluxo luminoso O binning elimina as chances de usar LEDs de alta potência mais do que os requisitos. E classifica os LEDs com base em seu brilho e eficiência. Assim, reduz custos e aumenta a lucratividade.

• Padrões para Binning de Fluxo Luminoso

A medição do fluxo luminoso determina a eficiência e o desempenho dos LEDs. Para cada lote de LEDs, os fabricantes estabelecem padrões para níveis de fluxo luminoso aceitáveis. Esses padrões variam de acordo com o fabricante. Mas, geralmente, eles incluem categorias como “A”, “B-grade e “C”. “A” é a qualidade mais alta e “C” é a mais baixa. Por exemplo, pode-se esperar que um LED de grau A tenha uma saída de luz mais esplêndida ou igual a 90 lumens por watt (lm/W). Além disso, pode-se esperar que um LED de grau C tenha menos de 70 lm/W.

• Métodos para obter categorização de fluxo luminoso consistente

Vários métodos podem alcançar binning de fluxo luminoso consistente:

Binning estatístico: Este método envolve a medição do fluxo luminoso de uma grande amostra de LEDs. Ele os divide em grupos com base em seus níveis de fluxo. Este método é o mais preciso e é comumente usado na indústria.

Binning do espectrofotômetro: Este método envolve o uso de um espectrofotômetro para medir o fluxo de cada LED. No entanto, esse processo de classificação é menos preciso do que o binning estatístico. Apesar disso, ainda é amplamente utilizado.

Binning visual: Neste método, o brilho dos LEDs é inspecionado visualmente. Este método é o menos preciso. No entanto, ainda é comumente usado em algumas aplicações.

Categorização por correlação: Este método é uma combinação de agrupamento estatístico e agrupamento de espectrofotômetro. A correlação entre as duas formas garante a consistência do binning.

Classificação de tensão

O binning de tensão classifica os componentes do LED com base em seus níveis de tensão. Isso confirma que você pode usá-los no mesmo circuito sem risco de falha. Quanto maior a tensão, melhor a qualidade e o desempenho do componente LED.

• Importância do Binning de Tensão

O binning de tensão informa se os LEDs são seguros para uso. Ele também garante que ele atenda aos padrões de desempenho desejados. A divisão de tensão envolve a classificação de LEDs em diferentes “caixas” de acordo com sua tensão direta. Assim, você pode identificar LEDs com uma tensão direta maior ou menor do que o esperado. Ele também permite que você resolva as luminárias que não atendem aos padrões. Assim, reduz erros e melhora a qualidade do produto. 

• Padrões para Binning de Tensão

Com base na tensão direta, as caixas de LED são geralmente divididas em quatro categorias: alta tensão, baixa tensão, tensão padrão e tensão ultrabaixa.

• Métodos para obter categorização de tensão consistente

Método de classificação múltipla: Este processo envolve a classificação de LEDs usando vários critérios. Tais como tensão, corrente e fluxo luminoso. Isso garante que os LEDs em cada compartimento tenham uma tensão consistente. Outras características também resultarão em classificação de voltagem compatível.

Método de polarização reversa: Este método envolve a aplicação de uma tensão de polarização reversa ao LED. E medindo a corrente que flui através dele. LEDs com características de corrente de polarização reversa semelhantes são agrupados na mesma caixa. Isso garante binning de tensão consistente.

Binning com temperatura controlada: Essa técnica envolve o agrupamento dos LEDs considerando as características de tensão em temperaturas específicas. Essa classificação garante um agrupamento de tensão consistente em diferentes faixas de temperatura.

Categorização baseada em aprendizado de máquina: Este método usa algoritmos de aprendizado de máquina. Ele agrupa LEDs em compartimentos com base em suas características de tensão. Além disso, isso garante binning de tensão consistente. Ele também pode identificar pequenos desvios na voltagem que outros métodos podem perder.

Classificação de temperatura

Binning de temperatura está classificando os chips de LED por sua temperatura operacional mais alta. Normalmente, o binning de LED é feito a 25°C. Mas hoje em dia, um novo sistema é implementado chamado hot binning. Nesse processo, o binning é conduzido a uma temperatura mais alta (geralmente 85°C) do que o padrão tradicional de 25°C. Tal binning melhora a seleção de cromaticidade e a consistência dos LEDs. No entanto, a temperatura de binning quente varia de acordo com a temperatura operacional do dispositivo de iluminação LED. 

• Importância da classificação de temperatura

O desempenho de um LED pode variar dependendo da temperatura de operação. Alguns LEDs precisam sobreviver no ambiente de congelamento frio, enquanto outros precisam operar em temperaturas mais altas. É por isso que o binning de temperatura é essencial para garantir que os bins de LED possam conduzir na atmosfera desejada. E assim, o hot binning é uma excelente maneira de melhorar a resistência à temperatura dos LEDs. Nesse processo, você deve usar uma temperatura mais alta para binning de LED para garantir um desempenho de qualidade em condições desfavoráveis. 

• Padrões para categorização de temperatura

No binning de LED, a temperatura operacional é um fator significativo que afeta direta ou indiretamente a vida útil do equipamento. É por isso que a temperatura é considerada durante o binning do LED. Aqui está um gráfico que indica a temperatura de operação da luz em diferentes situações:

Portanto, ao planejar o processo de binning do LED, considere a temperatura operacional. E calcule em qual temperatura você deve testar os chips de LED para garantir seu desempenho máximo. 

• Métodos para obter categorização de temperatura consistente

Calibração de Sensores de Temperatura: Os sensores de temperatura precisam ser calibrados. Isso garante que eles estejam lendo na temperatura correta. O fabricante pode comparar as leituras do sensor com uma fonte de temperatura conhecida, como um termopar, e ajustar a saída.

Software de monitoramento de temperatura: O software de monitoramento de temperatura pode rastrear as leituras de temperatura e fazer os ajustes necessários. Este software também pode gerar relatórios. Eles também alertam o usuário quando as leituras de temperatura estão fora do intervalo.

Técnicas de compensação de temperatura: Técnicas de compensação de temperatura podem corrigir variações de temperatura. Essas variações acontecem devido a mudanças na temperatura ambiente. Além disso, um termistor pode medir a temperatura ambiente. Ele também pode ajustar a potência dos LEDs de acordo.

Gerenciamento termal: O gerenciamento térmico adequado ajudará a garantir um binning de temperatura consistente. Um fabricante pode fazer isso usando dissipadores de calor. Ou podem usar outros métodos de resfriamento para dissipar o calor gerado pelos LEDs.

O que é Macadam Ellipse?

Macadam Ellipse é um método usado em binning de LED para definir a variação de cor de um grupo de LEDs. É uma representação gráfica das coordenadas de cores (x, y) de um grupo de LEDs no espaço de cores CIE 1931. Ele mede a consistência da cor em um grupo de LEDs. Também calcula a distância entre as coordenadas de cor de cada LED. Ele também figura o centro da elipse. Quanto menor a elipse, mais consistente é a cor dos LEDs no grupo. Este método é comumente usado na produção de produtos de iluminação LED. Ele garante que os LEDs sejam de cor e qualidade consistentes.

O Processo de Binning de LED

Existem algumas etapas essenciais necessárias no binning de LED. Vamos explorá-los abaixo:

Etapa 1: classificando os LEDs por tensão e brilho

Primeiro, crie um sistema organizado de classificação com base nos níveis de tensão e brilho desejados. Por exemplo, você pode usar tensões variando de 1 V a 5 V e níveis de brilho de 0 a 500 lúmens. Assim que o sistema de classificação estiver instalado, comece a testar cada LED individualmente. Para fazer isso, use um multímetro ou outro dispositivo de teste para medir a tensão atual. Além disso, meça a luminosidade de cada LED. Depois disso, você pode colocá-los em suas respectivas lixeiras.

Passo 2: Cortando o Semicondutor em Die

Nesta etapa, você deve cortar o semicondutor com uma serra com ponta de diamante. Em seguida, classifique a matriz por cor e brilho em caixas. O processo de triagem é feito com equipamentos automatizados. Ele pode medir a saída de luz de cada matriz e categorizá-la de acordo com o padrão desejado.

Passo 3: Ligações de Fios e Conexões Elétricas

As ligações de fio criam uma conexão elétrica apertada envolvendo o fio de metal em volta dos cabos. Esse processo garante que a conexão seja segura e confiável. Depois que as ligações dos fios estiverem concluídas, você deve conectar os componentes do LED à fonte de alimentação usando conectores de solda ou crimpagem. Agora, seus LEDs estão prontos para classificar.

Etapa 4: Binning de LED

Depois de garantir as ligações de fio adequadas, classifique os LEDs de acordo com critérios específicos. Considere o tamanho, cor, voltagem e outros fatores e agrupe-os de acordo. Primeiro, meça a saída de luz dos LEDs usando um medidor de lux. Isso garante que o nível de brilho atenda às especificações desejadas. Em seguida, eles usam um espectrômetro para medir a precisão e a consistência da cor de cada lote. Além disso, verifique o tamanho do chip e sua voltagem. Nesse processo, o maquinário automatizado é de grande ajuda. Além disso, isso também pode ser feito manualmente, mas não será confiável. 

Etapa 5: Controle de qualidade do LED

Após o binning do LED, é hora de um teste de qualidade. Aqui, a equipe de controle de qualidade procura possíveis defeitos, durabilidade e outros testes. E, assim, verificar se cada lote atende aos seus padrões de qualidade com esses testes. 

Assim, seguindo estas etapas simples, você pode executar com sucesso o processo de binning de LED.

Qual é a diferença entre binning de cores e binning de fluxo?

Binning de cor e binning de fluxo são dois métodos. Eles classificam as luzes com base na cor e no brilho. 

O binning de cores envolve classificação e classificação com base nas propriedades de coloração da luz. Pode ser o intervalo de comprimentos de onda de luz a que são mais sensíveis. Isso geralmente é feito medindo a resposta espectral do dispositivo. Em seguida, agrupe-os em diferentes “caixotes” com base em suas características.

O binning de fluxo, por outro lado, envolve a classificação de LEDs com base nas classificações de lúmen. Nesse processo, os LEDs são agrupados por seu brilho. Quanto maior a classificação do lúmen, mais brilhante a luz.

Resumindo, a encadernação de cores lida com as propriedades de coloração da luz. Enquanto isso, a ligação de fluxo considera o brilho da luz para classificação de LED. 

Fatores a considerar durante o binning de LED

Vários fatores podem afetar o sucesso do binning de LED:

Critérios de Bin

No binning de LED, você deve considerar os seguintes critérios de bin:

• Fluxo luminoso: A luz emitida pelo LED é medida em lumens. Os LEDs são agrupados em compartimentos com base em seu fluxo luminoso. Recipientes mais altos têm níveis de fluxo mais altos.

• Temperatura de Cor: A cor da luz emitida pelo LED, medida em Kelvins. Os LEDs são agrupados em compartimentos com base em sua temperatura de cor (classificações CCT). As caixas CCT mais altas têm cores mais frias (mais azuis) e as mais baixas têm cores mais quentes (mais vermelhas).

• Voltagem direta: A tensão necessária para acionar o LED, medida em volts. Os LEDs são agrupados em compartimentos com base em sua tensão direta. Bins mais altos têm requisitos de tensão mais altos.

Considerações Tecnológicas

As considerações de tecnologia para binning de LED incluem:

• Equipamento de medição: Equipamentos de medição precisos são necessários para testar. Também é vital classificar os LEDs com base em suas características de desempenho.

• Algoritmo de Binning: O algoritmo para classificar e agrupar os LEDs deve ser consistente e repetível.

• Temperatura: Isso pode afetar significativamente o desempenho dos LEDs. Então, meça e coloque os LEDs em uma temperatura consistente.

• Padrões de categorização: Aplicativos diferentes podem exigir padrões de categorização diferentes. Entenda e siga os padrões de categorização apropriados para um determinado aplicativo.

• Automação: Os sistemas de binning automatizados podem aumentar a eficiência e reduzir o erro humano.

• Rastreabilidade: É importante poder rastrear o processo de binning. Além disso, rastreie as características de cada LED agrupado. 

Padrões da indústria para binning de LED

Os padrões da indústria para binning de LED variam dependendo das aplicações. Alguns padrões comuns têm:

• ANSI C78.377-2017: O American National Standards Institute (ANSI) desenvolveu esses critérios para lâmpadas e luminárias LED. Define as especificações cromáticas e cromáticas para serviços de iluminação geral.  

• IES LM-80-08: A Illuminating Engineering Society (IES) desenvolveu esse padrão. Eles fornecem diretrizes para medir e relatar a manutenção do lúmen das fontes de luz LED.

• JEDECJS709A: O Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) desenvolveu este padrão. Eles definem as necessidades de binning e classificação para LEDs de alto brilho.

• CIE S025/E:2017: A Comissão Internacional de Iluminação (CIE) estabeleceu esse padrão. Eles fornecem diretrizes para as coordenadas de cores das fontes de luz LED.

• CEI 60081: Este padrão é para lâmpadas fluorescentes. Ele define elipses MacAdam de 5 passos para seis CCTs nominais.

Regulamentos Ambientais para LED Binning

Os regulamentos ambientais para binning de LED variam de acordo com a região e a aplicação. Mas algumas condições padrão incluem;

• Conformidade com a Diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas): Esta diretiva da UE proíbe o uso de certas substâncias perigosas em produtos eletrônicos. Eles incluem chumbo, cádmio e mercúrio. Portanto, ao binning de LED, você deve considerar esse fato. 

• Padrões de Eficiência Energética: Muitos países têm critérios de eficiência energética para produtos de iluminação, incluindo produtos LED. Esses padrões podem especificar níveis menores de eficiência energética. Além disso, pode ser o nível máximo de consumo de energia para outros tipos de produtos.

• Padrões de segurança: Os produtos LED devem seguir os padrões de segurança relevantes. Como UL e CE. Isso garante que eles não representem um incêndio ou perigo elétrico.

Estas diretrizes e regulamentos gerais podem variar em diferentes países e regiões. Os fabricantes devem estar cientes das regras durante o binning de LED.

Efeitos térmicos do LED Binning

O efeito térmico no LED é inversamente proporcional à tensão direta, VF. Quando a temperatura aumenta, a tensão direta cai, aumentando o fluxo de corrente nos LEDs. E o fluxo excessivo de corrente pode afetar negativamente o desempenho do equipamento.

Outro efeito térmico do binning de LED é o impacto no fluxo luminoso do LED. O fluxo luminoso de um LED é afetado pela temperatura do LED. À medida que a temperatura aumenta, o fluxo luminoso diminui. E assim, afeta diretamente o brilho da iluminação.

Além disso, o gerenciamento térmico também pode afetar a vida útil geral de um LED. À medida que a temperatura de um LED aumenta, a taxa de deterioração do LED também aumenta. Isso leva a uma vida útil mais curta. O gerenciamento térmico adequado pode ajudar a mitigar esse efeito. 

Problemas ou desafios comuns com LED Binning

Durante o binning de LED, você pode enfrentar alguns problemas comuns, que incluem:

• Variações de cores: No processo de binning de LEDs, a classificação e o agrupamento dos LEDs são feitos, mantendo constante a característica de coloração de todos os bins. No entanto, alguns LEDs podem ter pequenas variações de cor. Eles podem afetar a aparência de um sistema de iluminação.

• Depreciação do lúmen: O binning de LED também classifica os LEDs por seu fluxo luminoso e brilho. No entanto, com o tempo, o brilho de um LED pode diminuir, o que é conhecido como depreciação do lúmen. Isso pode causar iluminação irregular e afetar o desempenho do sistema.

• Categorização incorreta: Se os LEDs não forem classificados ou agrupados corretamente durante o processo de binning. Isso pode levar a uma incompatibilidade no desempenho e na cor. Isso pode causar problemas com o sistema de iluminação.

• Custo: Binning LEDs pode ser um processo caro. Requer equipamentos especializados e pessoal qualificado. Portanto, isso pode afetar o custo total de um sistema de iluminação.

Como testar um LED binado?

Para testar o LED agrupado, você precisa seguir estas etapas:

Etapa 1: Conecte o LED a uma fonte de alimentação: Conecte o fio positivo do LED ao terminal positivo da fonte de alimentação. Em seguida, toque as cargas negativas no terminal negativo. E, assim, examine se o LED acende ou não. 

Etapa 2: Meça a tensão e a corrente: Use um multímetro para medir a tensão no LED e a corrente que passa por ele.

Etapa 3: Calcule o valor do resistor: Use a lei de Ohm para calcular o valor do resistor. A fórmula é R = (Vsource – Vf) / Se

Etapa 4: compare as leituras com as especificações: Verifique a folha de dados do LED para ver qual deve ser a tensão e a corrente esperadas para esse LED agrupado. Compare as leituras do multímetro com as especificações.

Etapa 5: observe a saída de luz: Se as leituras de tensão e corrente corresponderem às especificações, observe a saída de luz do LED. Se não for o esperado, pode haver um problema com o LED.

Passo 6: Repita o Teste com Diferentes Fontes de Energia: Repita o teste com diferentes fontes de energia para garantir que o LED funcione corretamente.

Observação: Os LEDs agrupados são categorizados com base em sua tensão direta e corrente. É essencial testar esses valores para garantir que o LED esteja funcionando corretamente.

Dicas para otimizar seu processo de binning de LED

• Defina claramente os parâmetros de binning de LED desejados: Identifique os parâmetros que deseja usar para categorização. Como temperatura de cor, fluxo luminoso e tensão direta. Isso garantirá que todos os LEDs sejam avaliados de acordo com os mesmos critérios.

• Use uma metodologia de teste consistente: Use métodos de teste consistentes em todo o processo de categorização. Isso pode incluir o uso das mesmas ferramentas e técnicas de medição, além de condições de teste para cada LED.

• Use o software de binning automatizado: O software de binning automatizado pode agilizar o processo de binning. Além disso, pode reduzir o potencial de erro humano. Esses programas podem classificar automaticamente os LEDs em diferentes compartimentos.

• Mantenha registros detalhados: Manter registros detalhados pode ajudar a solucionar quaisquer problemas que possam surgir. Também para referência futura. Isso pode incluir informações sobre o equipamento de teste usado. Além disso, os parâmetros de categorização e os resultados de cada teste.

• Revise e ajuste regularmente seu processo de binning: Revisar e atualizar seu processo de binning pode garantir que você sempre obtenha os melhores resultados. E resolverá os problemas anteriores.

Considere a aplicação final: Isso o ajudará a identificar os parâmetros de categorização essenciais. Ele garante que você selecione os melhores LEDs para a aplicação específica.

Perguntas Frequentes:

Conclusão

Em conclusão, o binning de LED é um processo de classificação de LEDs. Ele organiza os LEDs com base em suas características ópticas e elétricas. Esse processo permite que os fabricantes confirmem que empacotam LEDs com recursos semelhantes. E assim, o binning de LED melhora o desempenho e o caráter dos produtos baseados em LED. Ele continuará a desempenhar um papel importante no desenvolvimento e avanço da tecnologia LED.

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