《LED工程师必须知道的100项》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED工程师必须知道的100项（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、作为一名LED 的工程师，在了LED 技术飞速革新，大功率LED 光源灯具应用不段广泛的时期， 我们必须不断丰富LED 的知识，并不断提高自身技能，为此我总结了于LED 相关的100 个知识点与大家共勉。一、LED 是什么 ? 答ED 是英文 Light Emitting Diode ，即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED 可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等可见光。第一个商用二极管产生于1960 年，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周
2、用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED 的抗震性能好。二、LED 为什么是 * 光源 (绿色照明 )? 答:按电光源的发光机理分类。第一代光源 :电阻发光如白炽灯。第二代光源 :电弧和气体发光如钠灯。第三代光源 :荧光粉发光如荧光灯。* 光源 :固态芯片发光如LED 。三、LED 的发光机理和工作原理有哪些? 答:发光二极管是由-族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结，因此它具有一般P-N 结的 I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N 区注入 P
3、区，空 * 由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。四、LED 有哪些光学特性? 答: 1.LED 发出的光既不是单色光，也不是宽带光，而介于二者之间。2.LED 光源似点光源又非点光源。3.LED 发出光的颜色随空间方向不同而不同。4.恒流操作下的LED 的结温强烈影响着正向电压VF。五、 LED 有哪几种构成方式? 答ED 因其颜色不同,而其化学成份不同如红色：铝 -铟-镓 -磷化物绿色和蓝色 : 铟-镓-氮化物白色和其它色都是用RGB 三基色按适当的比例混合而成的。LED 的制造过程类似于半导体，但加工的精度不如半导体，目前成本仍然较
4、高。六、各种颜色的发光波长是多少? 答:目前国内常用几种颜色的超高亮LED 的光谱波长分布为460-636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、* 、黄橙色、红色。常见几种颜色LED 的典型峰值波长是：蓝色 470nm；蓝绿色 505nm；绿色 525nm；黄色 590nm；橙色 615nm；红色 625nm；七、 LED 有哪几种封装方式? 答:封装方式 : 1、引脚式（ Lamp）LED 封装。2、表面组装（贴片）式（SMTLED）封装。3、板上芯片直装式（COB ）LED 封装。4、系统封装式（SiP）LED 封装。5、晶片键合和芯片键合。八、 LED 有哪几种分类方法? 答:
5、 1按发光管发光颜色分：可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色， 上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管用于做指示灯。2按发光管出光面特征分：按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm 、4.4mm 、5mm 、8mm 、10mm及 20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1；把 5mm的记作 T-1（ 3/4） ；把 4.4mm的记作 T-1（1/4） 。
6、由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：（1）高指向性：一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5 -20 或更小 ,具有很高的指向性,可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。（2）标准型：通常作指示灯用，其半值角为20 -45 。（3）散射型：这是视角较大的指示灯，半值角为45 -90 或更大，散射剂的量较大。3按发光二极管的结构分：按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。4按发光强度和工作电流分：按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED （发光强度 100mcd） ；把发
7、光强度在10100mcd 间的叫高亮度发光二极管。一般LED 的工作电流在十几mA 至几十 mA, 而低电流LED 的工作电流在2mA 以下（亮度与普通发光管相同）。除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。九、 LED 的生产工艺步骤有哪些? 答: 1.工艺：a)清洗：采用超声波清洗PCB 或 LED 支架，并烘干。b)装架：在LED 管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB 或LED 支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。c)压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED 管芯上，以作电流注入
8、的引线。LED 直接安装在 PCB 上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED 需要金线焊机）d)封装：通过点胶，用环氧将LED 管芯和焊线保护起来。在PCB 板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED ）的任务。e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED ，则在装配工艺之前，需要将LED 焊接到 PCB 板上。f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。g)装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。1.LED 的封装的任务是将外
9、引线连接到LED 芯片的电极上， 同时保护好LED 芯片， 并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。2.LED 封装形式LED 封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED 按封装形式分类有Lamp-LED 、TOP-LED 、Side-LED 、 SMD-LED 、High-Power-LED等。3.LED 封装工艺流程4.封装工艺说明01.芯片检验镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill ）芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完整。02.扩片由于 LED 芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约 0.
10、1mm） ，不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是 LED 芯片的间距拉伸到约0.6mm.也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。03.点胶在 LED 支架的相应位置点上银胶或绝缘胶.（对于 GaAs、SiC 导电衬底， 具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED 芯片，采用绝缘胶来固定芯片。 ）工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、 搅拌、 使用时间都是工艺上必须注意的事项。04.备胶和点胶相反， 备胶是用备胶机先把银胶涂在LED
11、背面电极上， 然后把背部带银胶的LED 安装在 LED 支架上 .备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。05.手工刺片将扩张后LED 芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED 支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED 芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。06.自动装架自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED 支架上点上银胶（绝缘胶） ,然后用真空吸嘴将LED 芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上。自动装架在工艺上要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调
12、整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED 芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。07.烧结烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良.银胶烧结的温度一般控制在 150， 烧结时间 2小时。根据实际情况可以调整到170， 1小时 .绝缘胶一般 150，1 小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2 小时（或 1 小时） 打开更换烧结的产品，中间不得随意打开 .烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。08.压焊压焊的目的将电极引到LED 芯片上，完成产品内外引线的连接工作。LED 的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过
13、程，先在LED 芯片电极上压上第一点， 再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。压焊是 LED 封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝） 拱丝形状，焊点形状，拉力。对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。）我们在这里不再累述。09.点胶封装LED 的封装主要有点胶、灌封、模压三种.基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对
14、材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED 无法通过气密性试验）如右图所示的TOP-LED 和 Side-LED 适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED ） ，主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED 的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。010.灌胶封装Lamp-LED 的封装采用灌封的形式.灌封的过程是先在LED 成型模腔内注入液态环氧，然后 插入压焊好的LED 支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED 从模腔中脱出即成型。十、 LED 的基本照明术语有哪些? 答:常用照明术语光通量：符号：，单位：流明Lm,说明：发光体每秒种所发出
15、的光量之总和，即光通量。光强：符号 :I，单位：坎德拉cd，说明：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。照度：符号 :E，单位：勒克斯Lm/m2 ，说明：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。亮度：符号，单位：尼脱cd/m2，说明：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。光效：单位：每瓦流明Lm/w ，说明：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示。平均寿命：单位：小时，说明：指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数。经济寿命：单位：小时，说明：在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十，用
16、于室内的光源如日光灯则为百分之八十。色温 :光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在3000-5000K 为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000K 以上有冷的感觉。不同光源的不同光色组成最佳环境，如表：色温 5000k: 光色为清凉型（带蓝的白色）,冷的气氛效果；色温在 3300-5000K ：光色为中间 (白) ，爽快的气氛效果；色温 白 蓝。色温的特性：1.在高纬度的地区,色温较高，所见到的颜色偏蓝。2.在低纬度的地区,色温较低，所见到的颜色偏红。( ) 3.在一天之中， 色温亦有变化，当太阳光斜射时,能量被 ( 云层、 空气)吸收较多 ,所以色温较低。当太阳光直射时,能量被吸收较少,所以色温较高。4.Windows 的 sRGB 色彩模型是以6500 K 做为标准色温,以 D65 表示之。5.清晨的色温大约在4400 K。6.高山上色温大约在6000 K。不同光源环境的相关色温度
