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1、LED封装产品基础知识 2011.07.19 广东德豪润大功率LED封装厂 讲师讲师：董新立 -2- 什么是LED和LED基本概念 白光LED相关名词词解释释 白光LED生产产工艺说艺说 明 白光LED量测说测说 明 ETI LED产产品图图片 LED产产品应应用案例 -3- 第一部分：什么是LED和LED基本概念 一.LED简介 LED(Light Emitting Diode)俗称发光二级体或发光二极管 它包含了可见光和不可见光。属于光电半导体的一类,在结构上包 括P极与N极,是一种依靠半导体PN结发光的光电元件！ 以PLCC LED来讲，它是由电子原材料（晶片,金线，支架，银胶 或绝缘胶
2、），封装材料（环氧树脂或硅胶，色剂，扩散剂），以 及辅助材料三大材料构成。 定义：LED就是由电子材料，封装材料，辅助材料联结而成的一 个发光的闭路电子元件。 -5- 二.LED的五大物料與五大製程 -6- LED是由P层半导体元素，N层半导体元素靠电子移动而重新排列组合成的PN结 合体。也正是这种变化使晶片能够处于一个相对稳定的状态 在晶片被一定的电压施加到正向电极时，P侧电极即注入电洞，N侧电极即注入电 子，电洞在P区移动扩散，电子同时也是N区移动扩散，若电洞与电子的能量达到 某定值以上时，则电洞即跨越P区，源源不断的游向N区， N区的电子同时也会跨 越N区，向P区移动。电洞与电子在移动扩
3、散时，电洞与电子两者将会互相结合， 激发出光子，产生光能 三.LED晶片发光原理 四.LED的通电状况 LED之通電狀況 P極接正電, N極接負電, 則LED發光; 反之, 則不發光 在顺向电流(IF)的驱动下，LED开始发光：光强(IV),波长(WD),电压(VF) 順向電壓 逆向電壓 VF(對應IF) VR (對應IR) 四.光的種類 射線 X射線 遠紫外線 近紫外線 可見光線 中紫外線 近紅外線 中紅外線 遠紅外線 10-3nm 1nm 10nm 100nm 280nm 315nm 380nm 780nm 1000nm 1.5m 5m 100m 1mm 極超短波 紫 外 線 區 紅 外
4、線 區 短 波 長 長 波 長 白色光 分成七色光譜 稜鏡 化學線 (由日照產生化 學線作用引起) 光 (人眼所見電磁波範圍) 接近 光性質 有大熱能 電波 熱線 (熱能 也稱為 熱波) 五. 可见光可见光LED顏色區分 380nm 430nm 490nm 505nm 515nm 535nm 585nm 600nm 630nm 700nm 紫色紫色(Purple)(Purple) 藍色藍色(Blue)(Blue) 藍綠色藍綠色(Bluish Green)(Bluish Green) 翠綠色翠綠色(Green)(Green) 純綠色純綠色(Pure Green)(Pure Green) 黃綠色黃
5、綠色(Yellow Green)(Yellow Green) 黃色黃色(Yellow)(Yellow) 橙色橙色(Orange)(Orange) 琥珀色琥珀色(Amber)(Amber) 紅色紅色(Red)(Red) -10- 第二部分：白光LED相关名词词解释释 -11- 所谓白光是多种颜色混合而成的光，以人类眼睛所能见的白光形式至少须两种 光混合，如二波长光(蓝色光+黄色荧光粉)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)， 目前已商品化的产品蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉，在未来较被看好的是三波长 光，以无机紫外光晶片加R.G.B三基色荧光粉，此外有机单层三波长型白光LED也有 成本低、制作容易
6、的优点。预计三波长白光LED今年有商品化的机机会，未来应用 在取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LCD背光源等市场，对白光LED的市场成长有 很大的帮助 自从出现发光二极管LED以来，人们一直在努力追求实现固体光源，随着发光二极 管LED制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，使 发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED的出现，使 高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。曾经有人指出，高亮度LED将是人 类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一。 六. 白光原理白光原理 -12- 在技术方面白光LED目前主要分为两种发光方式:目前主要
7、的商品化作法是日亚化学 (Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质，利用蓝光LED 照射此一荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄 光、蓝光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技术方面仍以日亚化 学领先，拥有众多专利权。第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe（锌，硒）为材料 的白光LED，不过发光效率较差，但由于目前白光LED市场热销，仍呈现供不应由求 现象。 七. 荧光粉荧光粉+ +蓝光晶片的白光蓝光晶片的白光LED LED简介简介 (1)(1) -13- 3 chips 型: Red Chip + Green C
8、hip+Blue Chip 2 chips 型: Blue Chip+ Yellow Chip 1 chip 型 : Blue Chip+ Yellow荧光粉 UV Chip +RGB荧光粉 ZnSe（锌，硒） CIE 座标图 白光产生的种类 七. 荧光粉荧光粉+ +蓝光晶片的白光蓝光晶片的白光LED LED简介简介 (2)(2) -14- 八. 白光白光LEDLED相关名词相关名词( (光电参数定义 光电参数定义1)1) 一，顺向电压（Forward Voltage） 单位（V） 红，黄，黄绿：Typ：2.0V Max:2.4V 紫，蓝，绿，白：Typ：3.2V Max:4.0V 测试条件：
9、IF=20mA Ta=25 IF=30mA Ta=25 IF=120mA Ta=25 IF=350mA Ta=25 -15- 二，发光颜色，波长 （Color Hue Wavelength Spectrum） 单位（nm) a. p:發光體或物體(經由反射或穿透)在分光儀上量得的能量 分佈,其峰值值位置對應的波長,稱為p(peak). b. d :而d (dominant)是以人眼所見的可見光區(400-700), 決定發光體或物體的光線主要落在什麼波長. c. :(半波寬) Peak Wavelength p:610nm(峰值值波長) Dominant Wavelength d:624nm(
10、主波長) :22nm(半波寬) 八. 白光白光LEDLED相关名词相关名词( (光电参数定义 光电参数定义2)2) -16- 三，发光强度（luminous Intensity） 单位cd(Candla) 表示光源在一定方向范圍內發出的光通量的大小。 一般而言，光源之光线会向不同方向以不同强度放射出其光通量，在特定方 向所放出之可见光之强度称为光强 IV与IF成正比 八. 白光白光LEDLED相关名词相关名词( (光电参数定义 光电参数定义3)3) -17- 四，发光角度（21/2 Viewing Angle） LED為指向性元件 表示發光強度50%時的角度 LED亮度与角度成反比， 亮度相同
11、的兩顆LED, 21/2愈大則Iv愈小 八. 白光白光LEDLED相关名词相关名词( (光电参数定义 光电参数定义4)4) -18- 五，色温（Color Temperature) 单位：绝对温度（Kelvin , K) 一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体（Black boby radiator)”本身 之绝对温度值，以量化光源的光色表现。根据Max Planck(普朗克)的理论，将一具完 全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上 的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红橙红黄黄白白 蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近
12、光色时的温度，定义为该光源的相 关色温度，此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度 越高，其辐射出之光线光谱中蓝色成份就越多，红色成份也就相对越少，反之标准 黑体之温度越低,其辐射出之光线光谱中的蓝色成份就越少,红色成份就越多 一个灯的光色可以简单的以色温来表示,以发出光色为暖白色之普通白炽灯泡为例, 其色温为2700K，而一般日光灯之色温为6000K，光之色温主要可分成三大类： 暖 白：3500K 自然白：3500至5000K 正 白：5000至7500K 冷 白：7500K 八. 白光白光LEDLED相关名词相关名词( (光电参数定义 光电参数定义5)5) -19-
13、标准黑体曲线（Black body locus） Planck curve 八. 白光白光LEDLED相关名词相关名词( (光电参数定义 光电参数定义6)6) -20- 第三部分：白光LED生产产工艺说艺说 明 -21- 电浆电浆 清洗 Plasma 焊线测试检查焊线测试检查 WB Test / Inspection 装支架 Lead Frame Insert 支架预热预热 L/F pre cure 固 Zener Zener chip Die Bonding 固Chip Chip Die Bonding Chip 烘烤 Chip Epoxy Cure 焊线焊线 Wire Bonding 资资
14、材入库库 Incoming Materials 预热预热 烘烤 Pre cure 晶片推力测试测试 Die Shear Test 电浆电浆 清洗 Plasma 九. 白光生产流程概要白光生产流程概要(1)(1) -22- 外观检查观检查 Visual Inspection 抽真空 Degasing 封胶 Dispensing 硅胶烘烤 DP Silicon Cure 冲压压 Trim 测试测试 Sorting Test 包装 Taping Test 出荷检查检查 OQC 配胶 Mixing 九. 白光生产流程概要白光生产流程概要(2)(2) -23- 胶深 支架图晶片图 焊线图焊线图 点胶图成
15、品图 十. 白光白光LEDLED相关物料图片相关物料图片 -24- 第四部分：ETI LED产产品图图片 -25- 十一. 白光白光LEDLED图片集锦图片集锦(1)(1) H P H P 505050745630COB -26- 十一. 白光白光LEDLED图片集锦图片集锦(2)(2) 301438033020 5252 5252 35283535 P-LED -27- 十二. 白光白光LEDLED应用图片集锦应用图片集锦( (室内照明 室内照明 ) ) -28- 十二. 白光白光LEDLED应用图片集锦应用图片集锦( (室外照明 室外照明 ) ) -29- 十二. 白光白光LEDLED应用
16、图片集锦应用图片集锦( (室外照明 室外照明 ) ) -30- Total Luminous FluxAveraged LED IntensityGoniophotometer 十三.白光LED量测说明 积分球(全光通量测试) 说说明：LED特点垂直最上方光束最强(垂直量测测光强IV,单单位为为cd)，向外光束 逐渐渐减弱，所有光束的总总和为为光通量，单单位是(lm)(W) 角度测试仪(角度测试)套 筒 (轴向光测试) -31- 第五部分：LED产产品应应用案例 -32- 十四.车用LED(指示，车饰，车灯等) -33- 十四.照明用LED(室内，室外，景观) -34- 十四.背光显示用LED(RGB显示屏，BLU背光) -35- 由于超高亮度LED具有非常广泛的用途，特别是白光LED的出现，给应用面带来更丰富的内容。目前国内有几百个 单位在开发、生产
