1、1目錄目錄一、一、LED簡介簡介三三.LED常用術語常用術語二二.LED優點優點四四.LED芯片介紹芯片介紹五五.LED封裝技術封裝技術六六.LED重要參數重要參數七七.LED應用應用21.1.什么是什么是LEDLEDLED 是取自 Light Emitting Diode 三個字的 縮寫，中文譯為“發光二極管”，顧名思義發光二極管是一種可以將電能轉化為 光能的電子器件具有二極管的特性。一、一、LED簡介簡介 3 2.2.發光二極管的工作原理發光二極管的工作原理 LED發射的是自發輻射光（非相干光）。大多采用雙異質結結構，把有源層夾在P型和N型限制層間，但沒有光學諧振腔，故無閾值。LED分為正

2、面發光型和側面發光型，側面發光型LED的驅動電流較大，輸出光功率小，但光束發射角小，與光纖的耦合效率高，故入纖光功率比正面發光型LED高。4 3.LED3.LED的基本結構的基本結構 第一個商用二極管產生于 1960年。它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用.54.LED4.LED光源的特點光源的特點電 壓：LED使用低壓電源，單顆電壓在1.9-4V之間，比使用高壓電源更安全的電源。效 能：光效高，目前實驗室最高光效已達到 208 lm/w（cree）,是目前光效最高的照明產品。抗震性：LED是固態光源，由于它的特殊性，具

3、有其他光源產品不能比擬的抗震性。穩定性：10萬小時，光衰為初始的70% 響應時間：LED燈的響應時間為納秒級，是目前所有光源中響應時間最快的產品。 環 保：無金屬汞等對身體有害物質。顏 色：LED的帶快相當窄，所發光顏色純，無雜色光，覆蓋整過可見光的全部波段，且可由RGB組合成任何想要可見光。6LEDLED色彩豐富色彩豐富 由于LED帶寬比較窄，顏色純度高，因此LED的色彩比其他光源的色彩豐富得多。據有關專家計算，LED的色彩比其他光源豐富30%,因此，它能夠更準確的反應物體的真實性，當然也更受消費者的青睞！7二二.LED的優點的優點l 1、體積小 LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂

4、里面，所以它非常小，非常輕。l 2、耗電量低 LED耗電相當低，直流驅動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電光功率轉換接近30%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統光源節能近80%。l 3、使用壽命長 有人稱LED光源為長壽燈。它為固體冷光源，環氧樹脂封裝，不存在燈絲發光易燒、熱沉積等缺點，在恰當的電流和電壓下，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上。8l 4、高亮度、低熱量 LED使用冷發光技術，發熱量比普通照明燈具低很多。l 5、環保 LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含

5、水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源l 6、堅固耐用 LED被完全封裝在環氧樹脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動的部分，使得LED不易損壞。9l 7、多變幻 LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產生256256256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。l 8、技術先進 與傳統光源單調的發光效果相比，LED光源是低壓微電子產品。它成功融合了計算機技術、網絡通

6、信技術、圖像處理技術、嵌入式控制技術等，所以亦是數字信息化產品，是半導體光電器件“高新尖”技術，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點。l 9、綜合 長壽命-壽命可超過十萬小時，相比鎢絲燈泡的壽命只有1000小時，穩固-沒有移動部件，沒有玻璃，大小-大多數的直徑只有5毫米，能耗-高達90%的轉換率將電能轉化成光能，需要極少的電力供應，環保無毒-沒有水銀等有毒重金屬，多功能性-可實現各種顏色變化，溫度低-比HID或白熾燈更少的熱輻射，直流低電壓-某些應用場下更安全10三三.LED常用照明術語常用照明術語光通量光通量()() :點光源或非點光源在單位時間內所發出的能量,其中可產生視覺者(人能感覺出

7、來的輻射通量)即稱為光通量。光通量的單位為流明(簡寫lm),1流明(lumen或lm)定義為一國際標準燭光的光源在單位立體弧角內所通過的光通量。 光照度：光照度：可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在1平方米面積上得到的光通量是1流明時，它的照度是1勒克斯。發光強度：發光強度：簡稱光強，國際單位是candela（坎德拉）簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內發出的光通量。光源輻射是均勻時，則光強為I=F/，為立體角，單位為球面度（sr）,F為光通量，單位是流明，對于點光源由I=F/4 。左右。光亮度：光亮度：表示發光面明亮程

8、度的，指發光表面在指定方向的發光強度與垂直且指定方向的發光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米。對于一個漫散射面，盡管各個方向的光強和光通量不同，但各個方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。11顯色性：顯色性：光源對物體呈現的程度，即顏色的逼真程度。常稱“顯色指數”單位：Ra。 光光 效：效：光源發出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節能的重要指標。單位：每瓦流明（Lm/w）。色色 溫：溫：光源發射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫。單位：開爾文（k）。光束角：光束角：通常稱角度，指于垂直光束

9、中心線之一平面上，發光強度等于50%最大發光強度的二個方向之間的夾角 。 12 結溫：結溫：是指管芯 PN 結的平均溫度，用 T J 表示。 LED結溫高低 直接影響到LED出光效率、器件壽命、可靠性、發射波長等 是LED器件封裝和器件應用設計必須著重解決的核心問題.13熱阻：熱阻：是指反映阻止熱量傳遞能力的綜合參量。單位：/W， 即物體持續傳熱功率為1W時，導熱路徑兩端的溫差。總熱阻為各層熱阻之和.14四四.LED芯片介紹芯片介紹 1. 1.LedLed芯片的結構芯片的結構 LED芯片有兩種基本結構，水平結構（Lateral）和垂直結構（Vertical）。 橫向結構LED芯片的兩個電極在L

10、ED芯片的同一側，電流在n-和p-類型限制層中橫向流動不等的距離。 垂直結構的LED芯片的兩個電極分別在LED外延層的兩側，由于圖形化電極和全部的p-類型限制層作為第二電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層，極少橫向流動的電流，可以改善平面結構的電流分布問題，提高發光效率，也可以解決P極的遮光問題，提升LED的發光面積。 152. 2.芯片的分類芯片的分類l 1).引腳式：引腳式：有兩個引腳，一般用于小功率。l 優點：技術成熟，產品可靠，成本低，體積小，適用范圍廣l 缺點：允許通過的最電流較小，亮度低，沒有特別的散熱設計，熱電通道都是通過引腳完成，散熱性能不佳，壽命受到限制。162).SM

11、D封裝：封裝：表面貼片式二極管，可滿足表面貼裝 結構的各種電子產品的需要，但功率也不能做得很 大。優點：一致性好，適合大規模生產，能夠集成多顆芯片得到極大的功率。缺點：熱量過于集中散熱較難。173).食人魚封裝：食人魚封裝：有四個引腳，兩個為正，兩個為負，導熱性能比小功率好。食人魚這個名字是從外國傳入的，因為的外型類似亞馬遜河中的食人魚。特點：支架為銅制，面積大散熱快可以長時間使用，常用作汽車剎車燈、轉向燈。18 五五.LED的封裝技術的封裝技術1.擴晶擴晶：把排列的密密麻麻的晶片弄開一點便于固晶。2.固晶固晶：在支架底部點上導電/不導電的膠水(導電與否視晶片是上下LED封裝車間型PN結還是左

12、右型PN結而定）然后把晶片放入支架里面。3.短烤：短烤：讓膠水固化焊線時晶片不移動。4.焊線焊線：用金線把晶片和支架導通。5.前測前測：初步測試能不能亮。196.灌膠灌膠：用膠水把芯片和支架包裹起來。7.長烤長烤：讓膠水固化。8.后測后測：測試能亮與否以及電性參數是否達標。9.分光分色把顏色和電壓大致上一致的產品分出來。10.包裝。包裝。20 六六.LED的重要參數的重要參數 1極限參數的意義極限參數的意義 （1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發熱、損壞。 （2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。

13、 （3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極管可能被擊穿損壞。 （4）工作環境topm:發光二極管可正常工作的環境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發光二極管將不能正常工作，效率大大降低。 21 2電參數的意義電參數的意義 (1)正向工作電流正向工作電流If：它是指發光二極管正常發光時的正向電流值。在實際使用中應根據需要選擇IF在0.6IFm以下。 (2)正向工作電壓正向工作電壓VF：參數表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發光二極管正向工作電壓VF在1.43V。在外界溫度升高時，VF將下降。 (3)V-I特性：特性：發光二極管

14、的電壓與電流的關系在正向電壓正小于某一值（叫閾值）時，電流極小，不發光。當電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發光。由V-I曲線可以得出發光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等參數。正向的發光管反向漏電流IR10A以下。 22七七.LED的應用的應用(1)顯示屏、交通訊號顯示光源的應用LED燈具有抗震耐沖擊、光響應速度快、省電和壽命長等特點，廣泛應用于各種室內、戶外顯示屏，分為全色、雙色和單色顯示屏，全國共有100多個單位在開發生產。交通信號燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED，因為采用LED信號燈既節能，可靠性又高，所以在全國范圍內，交通信號燈正在逐步更新換代，而且推廣速度快，市場需求量很

15、大，是個很好的市場機會。(2)汽車工業上的應用汽車用燈包含汽車內部的儀表板、音響指示燈、開關的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側燈以及頭燈等。汽車用白熾燈不耐震動撞擊、易損壞、壽命短，需要經常更換。1987年，我國開始在汽車上安裝LED高位剎車燈。由于LED響應速度快,可以及早提醒司機剎車，減少汽車追尾事故，在發達國家，使用LED制造的中央后置高位剎車燈已成為汽車的標準件，美國HP公司在1996年推出的LED汽車尾燈模組可以隨意組合成各種汽車尾燈。23(3)LED背光源以高效側發光的背光源最為引人注目，LED作為LCD背光源應用，具有壽命長、發光效率高、無干擾和性價比高等特點，已廣泛應用于

16、電子手表、手機、BP機、電子計算器和刷卡機上，隨著便攜電子產品日趨小型化，LED背光源更具優勢，因此背光源制作技術將向更薄型、低功耗和均勻一致方面發展。LED是手機關鍵器件，一部普通手機或小靈通約需使用10只LED器件，而一部彩屏和帶有照相功能的手機則需要使用約20只LED器件。現階段手機背光源用量非常大，一年要用35億只LED芯片。我國手機生產量很大，而且大部分LED背光源還是進口的，對于國產LED產品來說，這是個極好的市場機會。(4)LED照明光源早期的產品發光效率低，光強一般只能達到幾個到幾十個mcd，適用在室內場合，在家電、儀器儀表、通訊設備、微機及玩具等方面應用。隨著LED散熱技術的

17、改進，LED光源替代白熾燈和熒光燈甚至是碘鎢燈、高壓鈉燈等大功率光源的替代趨勢已從局部應用領域開始發展。日本為節約能源，正在計劃替代白熾燈的發光二極管項目(稱為照亮日本)，頭五年的預算為50億日元，如果LED替代半數的白熾燈和熒光燈，每年可節約相當于60億升原油的能源,相當于五個1.35106kW核電站的發電量，并可減少二氧化碳和其它溫室氣體的產生，改善人們生活居住的環境。我國也于2004年投資50億大力發展節能環保的半導體照明計劃。24(5)其它應用例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋，走路時內置的LED會閃爍發光，僅溫州地區一年要用5億只發光二極管；利用發光二極管作為電動牙刷的電量指示燈，據國內正在投產的制造商介紹,該LED燈具(5張)公司已有少量保健牙刷上市，預計批量生產時每年需要3億只發光燈；正在流行的LED圣誕燈，由于造型新穎、色彩豐富、不易碎破以及低壓使用的安全性，近在香港等東南亞地區銷勢強勁，受到人們普遍的歡迎，正在威脅和替代現有電泡的圣誕市場。(6)家用室內照明的LED產品越來受人歡