LED產(chǎn)品基礎(chǔ)知識解讀

LED產(chǎn)品基礎(chǔ)知識培訓(xùn)1

培訓(xùn)目錄聚飛主流產(chǎn)品介紹4LED的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理1LED光電參數(shù)2LED封裝工藝流程3LED產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)6LED的優(yōu)勢及應(yīng)用5LED使用注意事項72一.LED發(fā)光原理LED燈珠的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的發(fā)光芯片，在p型半導(dǎo)體（空穴帶正電）和n型半導(dǎo)體（電子帶負電）之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)（Fig.1）。2.1LED芯片發(fā)光原理P電極P層P/N結(jié)合層N層N電極在p-n結(jié)上施加正向電壓時，高能量導(dǎo)帶中的電子落到價帶與空穴相遇后，其產(chǎn)生的能量就會以光和熱的形式發(fā)散出來。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED（如Fig.2和Fig.3所示）。Fig.1p-n節(jié)示意圖3P電極透明保護層集電層GaNSi:GaN

Al2O3N電極Fig.2LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖4Fig.3單電極芯片F(xiàn)ig.4雙電極芯片5

當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時，電流從LED陽極流向陰極，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的可見光線(380nm-780nm)。但其只限于產(chǎn)生紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等單色光。紫外紫藍綠黃橙紅紅外GaP

GaAs1-xPx

AlxGa1-xAsx

(AlxGa1-x)

0.5In0.5P

InxGa1-XN

300400500600700800Fig.5可見光譜范圍62.2

白光LED產(chǎn)生機理2134備注：理想的白光是由RGB三基色混合色的一種，色澤豐富，具有三個頻譜波峰即紅綠藍三色波峰，如Fig6，本公司目前主要以2和3的方式來生產(chǎn)白光LED。Fig.6白光LED產(chǎn)生機理二.LED白光合成原理7側(cè)發(fā)光式sideview---白光LED結(jié)構(gòu)(215,335,020,010等產(chǎn)品)

說明：如Fig.7所示，由塑封料3和金屬引腳組成的支架具有腔體1，所述腔體1的底部金屬片上設(shè)置有藍光芯片4，腔體1內(nèi)填充有由熒光粉5和膠水6組成的熒光體，當(dāng)藍光芯片激發(fā)熒光粉時產(chǎn)生藍光的互補光，經(jīng)在腔體混合后組成白光。所述熒光粉既可為單組份，也可為多組份。Fig.7sideview類LED結(jié)構(gòu)8片狀式CHIPLED----白光LED結(jié)構(gòu)(0603)

說明：如Fig.8所示，在BT板1上面設(shè)置有藍光芯片3，在BT板兩瑞設(shè)有金屬引腳。在藍光芯片3上方覆蓋有一層由膠體4與熒光粉5組成的熒光體，當(dāng)藍光芯片激發(fā)熒光粉時產(chǎn)生藍光的互補光，經(jīng)在腔體混合后組成白光。所述熒光粉既可為單組份，也可為多組份。Fig.8ChipLED結(jié)構(gòu)9頂發(fā)光式TOPLED----白光LED結(jié)構(gòu)(3020,3528,5050，3014等)

說明：如Fig.9所示，由具有腔體2的載體3與金屬片（包含金屬引腳4，金屬引腳7）組成支架，所述腔體的底部金屬片上設(shè)置有藍光芯片5，腔體2內(nèi)填充有由熒光粉1和膠水6組成的熒光體，當(dāng)藍光芯片激發(fā)熒光粉時產(chǎn)生藍光的互補光，經(jīng)在腔體混合后組成白光。所述熒光粉既可為單組份，也可為多組份。Fig.9TopLED結(jié)構(gòu)10三.LED光電參數(shù)正向電壓（VF）通過LED器件正向電流為規(guī)定值時，正極與負極之間的電位差（測法如Fig.10）。正向電流（If）LED正常發(fā)光時，流過LED器件的電流(單位：mA)。反向電壓（VF2)LED器件通過反向電流為規(guī)定值時，兩極間所產(chǎn)生的電壓降（測法如Fig.11）。3.1部分光電參數(shù)及測試方法Fig.10正向電壓測試方法Fig.11反向電壓測試方法說明：D--被測LED器件；G--穩(wěn)壓源；A--電流表；V--電壓表。11反向電流(IR-mA）加在LED器件兩端的反向電壓為規(guī)定值時，流過LED器件的電流（如Fig12）。發(fā)光強度（IV-mcd)離開光源的在包含給定方向的立體角元dΩ內(nèi)傳播的光通量dФv除以該立體角元。Iv=dΦv/dΩ（測法如Fig.13)Fig.12發(fā)光二極管特性曲線Fig.13LED發(fā)光強度測試方法說明：D--被測LED器件；G--電流源；PD--包括面積為A的光闌D1的光度探測器；D2、D3--消除雜散光光欄,d--被測LED器件與光闌D1之間的距離。12光通量由一個發(fā)光強度為1cd的均勻點光源在單位立體角（球面度）內(nèi)發(fā)射的可見光的能量。發(fā)光視角在發(fā)光（或輻射）強度分布圖形中，發(fā)光（或輻射）強度大于最大強度一半構(gòu)成的角度。說明：D：被測LED器件；G：電流源；PD：包括面積為A的光闌D1的光度探測器；

D2,D3：消除雜散光光欄,D2,D3不應(yīng)限制探測立體角；d：被測LED器件與光闌D1之間的距離；θ：Z軸和探測器軸之間的夾角。Fig.15發(fā)光視角測試方法Fig.14光通量測試方法133.2相關(guān)CIE1931色度系統(tǒng)介紹

CIE1931（如圖1）是用標(biāo)稱值表示的CIE色度圖，x表示紅色分量，y表示綠色分量。環(huán)繞在顏色空間邊沿的顏色是光譜色，邊界代表光譜色的最大飽和度，邊界上的數(shù)字表示光譜色的波長，其輪廓包含所有的感知色調(diào)。所有單色光都位于舌形曲線上，該條曲線就是單色軌跡，曲線旁標(biāo)注的數(shù)字是單色(或稱光譜色)光的波長值；自然界中各種實際顏色都位于這條閉合曲線內(nèi)；Fig.16CIE1931色度系統(tǒng)CIE:CommissionInternationaledeL'Eclairage(InternationalCommissiononIllumination)三.LED光電參數(shù)14普朗克軌跡圖Fig.17普朗克軌跡示意圖15色系分布概況圖Fig.18色系分布概況示意圖1617能源之星色塊標(biāo)準(zhǔn)181920歐洲ERP色塊標(biāo)準(zhǔn)2122四.工藝流程4.1LED封裝簡介LED封裝定義LED（發(fā)光二極管）封裝就是將芯片與電極引線、管座（PPA或PCB和熒光膠等通過一定工藝技術(shù)結(jié)合在一起，使之成為可直接使用的發(fā)光器件的過程。LED封裝的目的保護芯片、導(dǎo)熱、提供手持形體、導(dǎo)電等LED封裝的主要物料

晶片、支架、銀膠、金線、封裝膠（樹脂、硅膠）、熒光粉等。23四.工藝流程fig.19LED封裝簡易流程圖fig.20LED封裝實物流程4.2LED封裝簡易流程24四.工藝流程4.3LED封裝機臺簡介fig.21ASM自動固晶機fig.22iHawk自動焊線機25fig.23半自動注膠機fig.24全自動升溫烤箱26fig.25沖壓機fig.26分光機27fig.27包裝機fig.28Gamma標(biāo)準(zhǔn)機28產(chǎn)品名稱產(chǎn)品尺寸圖片主要用途照明LED3528白光3.5*2.8*1.9mm室內(nèi)照明（燈管，燈帶）、3014白光3.0*1.4*0.8mm室內(nèi)照明（燈管，面板燈）4014白光4.0*1.4*0.7mm室內(nèi)照明（燈管，面板燈）2835白光3.5*2.8*0.7mm室內(nèi)照明（燈管，球泡，筒燈，射燈，吸頂燈，面板燈3030白光3.0*3.0*0.52mm室內(nèi)照明（球泡，筒燈，射燈，吸頂燈，工礦燈）5730白光5.7*3.0*0.8mm室內(nèi)照明（燈管，球泡，筒燈，射燈，吸頂燈，面板燈閃光燈2016閃光燈2.0*1.6*0.7手機閃光燈29五、照明主流產(chǎn)品介紹光效高色域廣響應(yīng)快能耗小壽命長4.其壽命可達5-10W小時。比白熾燈長20~30倍、比熒光燈長10倍。5.其光轉(zhuǎn)化效率高達90%，相比白熾燈的光轉(zhuǎn)化效率僅有20%。1.目前白光LED最高光效可達231lm/w[Cree]。2.色溫從2500K-8000K，并根據(jù)需求調(diào)節(jié)；3.響應(yīng)時間可達1-10μs,備注：LED應(yīng)用還有諸多優(yōu)勢，例如其短小輕薄、結(jié)構(gòu)耐振動、維持成本低等。六.LED的優(yōu)勢及應(yīng)用6.1LED的優(yōu)勢30

用途產(chǎn)業(yè)類別指示器顯示器信號燈照明背光源消費電子VVV玩具VVV通訊VVV工業(yè)設(shè)備VVVV儀表VVV跑馬燈VVV交通VVV汽車VVVVV建筑VVVVV信息技術(shù)VVV6.2LED的應(yīng)用六.LED的優(yōu)勢及應(yīng)用31應(yīng)用實例一

SIDEVIEW(側(cè)發(fā)光)系列

32應(yīng)用實例二CHIPLED系列33應(yīng)用實例三

TOPLED系列

34應(yīng)用實例四照明類應(yīng)用

35基座基座基座晶粒焊線封裝SMDDisplayDotMatrix基座(Diffusion)(上游

)(中游

)(下游

)Agilent(Hp)Shin-EtsuToshibaEpistarCree

Nichia

ToyodaGoseiEtc……

AgilentNichiaCreeDowaUniroyalToshibaEpistarArimaAxtU.O.EDowaHugaOptotechTyntekToyodaGoseiEtc……AgilentNichiaCreeLumiledToshibaQTJFRohmEverlightSharpSamsungLiteonToyodaGoseiEtc…….七.LED產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)36LED的基本產(chǎn)業(yè)鏈（以LED路燈為例）LED芯片封裝LED經(jīng)二次光學(xué)設(shè)計組合的LED路燈工程應(yīng)用需要科學(xué)的定量技術(shù)評價指標(biāo)和檢測手段每一個環(huán)節(jié)都對LED的成功應(yīng)用至關(guān)重要37八.LED使用注意事項一、焊接要求：不要將膠體表面沾到焊接溶液中去。當(dāng)引腳處于熱狀態(tài)時，不要對其施加壓力。推薦的回流焊焊接示意圖如下表。38二、清洗方法：任何清洗均在常溫下進行，且清洗的時間不超過1min;當(dāng)有清潔要求時，清潔溶劑的選擇如下表所示:常用清洗液禁用清洗液