LED基礎培訓講義2011.3.27

目錄一、LED概述二、LED基礎知識三、LED封裝簡介四、LED優缺點五、LED應用范圍六、LED使用注意事項七、LED發展前景一、LED概述

LED是英文LightEmittingDiode的簡稱，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。其核心部分是由p型半導體和n型半導體兩個電極組成的半導體發光器件，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結。在PN結中注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。

當它處于正向工作狀態時，電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，當然其發光的強弱與注入電流大小有關。二、LED基本知識2.LED發光原理由于發光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物等半導體制成的，因此在一定條件下，它還具有發光特性。即當在電極上加上正向偏壓之后，在正向電壓下，電子由N區注入P區，空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合時，就會以輻射光子的形式將多余的能量轉化為光能；如圖所示。二、LED基本知識3.V-I特性：發光二極管具有一般P-N結的I-N特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。其電壓與電流的關系可用下圖表示。二、LED基本知識二、LED基本知識4.2.根據發光二極管結構類型劃分:可分為貼片系列、LAMP系列、食人魚系列、TOP系列、大功率系列、SMD系列、COB系列等.4.3.根據發光二極管功率劃分:又分為小功率系列和大功率系列兩類.4.4.根據發光二極管使用晶片數量可分為:單晶、多晶(又含雙晶、三晶等)等.4.5.根據使用材料劃分又含有陶瓷基座發光二極管、金屬基座發光二極管、玻璃封裝發光二極管、環氧樹脂封裝發光二極管、硅樹脂封裝發光二極管等等.

永光照明公司主要生產的LED器件為TOP系列中的3528/5050小功率產品及1W大功率產品等.三、LED封裝簡介1.發光二極管(LED)及應用產品圖示如下:三、LED封裝簡介三、LED封裝簡介2.LED發光二極管的組成材料:

晶片、支架、銀油/絕緣膠、金線、硅膠/環氧樹脂、熒光粉三、LED封裝簡介物料用途組成支架連接元器件使其形成電路PPT+銅+鎳+銀+綠油晶片通電后能產生光藍寶石InGaNGaAsAlGaInPGaPAlAu等銀油黏附性（將晶片與支架黏結）、導電性（晶片底部與支架導通）、散熱性銀粉、Exoxy、界面活性劑、偶合劑、其它等絕緣膠黏附性（將晶片與支架黏結）、散熱性Exoxy、其它等金線將晶片與支架的正、負極性連接導通99.99%熒光粉起調色作用硅酸鹽、硫化物、氮氧化物等硅膠起密封作用硅膠3.封裝物料介紹三、LED封裝簡介4.LED發光二極管的電學指標如下:正向電壓VF：LED正向電流在20mA（5mA/350mA）時的正向電壓；正向電流IF：對于小功率LED目前全世界一致定為20mA，大功率芯片要依據芯片的規格來確定正向工作電流大小；反向漏電流IR：按LED以前的常規規定，指反向電壓在5V時的反向漏電流。小功率反向漏電流一般定為VR=5V時，IR≦10uA；大功率反向漏電流一般定為VR=5V時，IR≦100uA；工作時的耗散功率PW：即正向電流乘以正向電壓；三、LED封裝簡介可見光領域的色溫變化,由低色溫至高色溫是由橙紅-->白-->藍.光源色溫不同，光色也不同;色溫在3000k以下有溫暖的感覺，能夠達到穩重的氣氛；色溫3000k-5000k為中間色溫，有爽快的感覺；色溫在5000k以上有冷的感覺.5.2.色品圖：用CIE1931色品圖內的某點坐標方法表示顏色；白光LED通常用此指標.5.3.如下圖色坐標和日常色溫范圍：

三、LED封裝簡介三、LED封裝簡介三、LED封裝簡介5.7.色純度Pe：由圖4所示，Pe=EF/EG。如果某一光源在色品圖中F點的坐標越靠近G點，那么EF和EG的長度就越接近相等，Pe越接近1，色純度就越高。色純度通俗地說是指出射光的色坐標越靠近CIR1931色品圖上光譜軌跡的程度，靠得越近則純度越高。所以，若坐標位于光譜軌道上，則色純度為100%；反之，等能的白光純度則為0%。5.8.半寬度：光譜發光強度或輻射功率最大處的一半的寬度（FWHM），簡稱“帶寬”。帶寬越小則顏色越純。四、LED優缺點4.1.LED優勢4.1.1.節能:一般節能燈可節能4/5,但LED比節能燈還要節能1/4,并有進一步提升的前景,這就是固體光源的優勢.4.1.2.可組成各種顏色(如RGB等)LED可以搭配出可見光中的任何顏色從而能夠很好地用于博物館以及展覽館中的局部或重點照明.4.1.3.環保LED在生產過程中不要添加“汞”，也不需要充氣，不需要玻璃外殼，抗沖擊性好，抗震性好，不易破碎，便于運輸,非常環保,被稱為”綠色能源”。4.1.4.壽命非常長普遍在5萬-10萬小時之間，因為LED是半導體器件，即使是頻繁的開關，也不會影響到使用壽命。四、LED優缺點4.1.5.LED元件的體積非常小更加便于各種設備的布置和設計，而且能夠更好地實現夜景照明中“只見燈光不見光源”的效果。4.1.6.LED的發出的光線能量集中度很高LED的發出的光線能量集中在較小的波長窗口內，純度高。4.1.7.LED響應時間非常快在微秒級別,只要開關一開，馬上就會亮,不會出現延遲的和閃爍的現象4.1.8.LED的發光指向性非常強亮度衰減比傳統光源低很多。4.1.9.LED使用低壓直流電即可驅動具有負載小、干擾弱的優點，對使用環境要求較低,安全系數高。五、LED應用范圍5.1.建筑物外觀照明5.2.娛樂場所及舞臺照明5.3.室內空間展示照明5.4.道路、景觀照明、裝飾等5.5.標識與指示性照明5.6.交通信號燈、視頻屏幕5.7.手機、電腦等背光光源照明5.8.家電數碼顯示及指示5.9.汽車照明5.10.特種照明:如太陽能燈、舞臺燈、艦船燈、應急照明燈、閱讀臺燈等使用LED燈具的比例也迅速提高；紫外消毒、醫學、農業等新興的應用市場也正在形成六、LED使用注意事項6.1.需做好防靜電措施：LED產品在加工生產的過程中要采用一定的防靜電措施，如：工作臺要接地，工人要穿防靜電服裝，帶防靜電環，以及帶防靜電手套等，有條件的可以安裝防靜電離子風機，同時也要保證車間的濕度在65%左右，以免空氣過于干燥產生靜電，尤其是綠色LED相對而言更容易被靜電損壞。另外，不同質量檔次的LED抗靜電能力也不一樣，質量檔次高的LED抗靜電能力要強一些。六、LED使用注意事項6.1.LED的溫度:要注意溫度的升高會使LED內阻變小當外界環境溫度升高后，LED光源內阻會減小，若使用穩壓電源供電會造成LED工作電流升高，當超過其額定工作電流后，會影響LED產品的使用壽命，嚴重的將使LED光源“燒壞”，因此最好選用恒流源供電，以保證LED的工作電流不受外界溫度的影響。LED溫度也是影響LED壽命的最重要的因素.固LED在使用過程中要特別注意散熱設計.六、LED使用注意事項6.4.LED折腳注意：LED在彎腳或折腳時請不要離膠體太近,應與膠體保持2mm以上的距離,否則會使LED膠體里面支架與金線分離,管腳在同一處的折疊次數不能超過三次，管腳彎成90°，再回到原位置為1次.6.5.焊接溫度：焊接溫度在260℃左右,時間控制在3S以內,焊接點離膠體底部在2.5mm以上,電絡鐵一定要接地.絕對不充許帶電焊接LED.且LED最多允許過兩次回流焊.LED作為綠色節能的照明產品，其技術日漸成熟，已經開始從指示、顯示、裝飾領域逐漸向普通照明領域邁進。隨著其技術的不斷完善，其發展前景將更為廣闊。新世紀以來，國家大力推廣LED產品。2003年，我國啟動了“國家半導體照明工程”，2009年又推出了“十城萬盞”計劃，推進LED的應用。有專家預測，到2015年，通過推廣LED可實現年節電400億千瓦時，相當于年減排二氧化碳4000萬噸。而且目前我國LED產業鏈已經逐步完善，產業也初具規模，芯片的國產化率不斷提升。與幾年前國外品牌一枝獨秀的局面相比，現在在中高端市場也開始有了國產品牌的一席