白光LED封装技术

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1、白光LED,白光LED封装技术对于普通照明而言，人们需要的主要是白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG） 封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（入p=465nm, Wd = 30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色 光，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分 被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉 的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3

2、500-10000K的各色白光。白光就是有各种颜色光组成的,平常的太阳光,日光灯都属于白光白光是由可见光（红橙黄绿蓝靛紫）和不可见光（微波 无线同颜色的5mm LED随着时间变化不会以同样的方式衰减。在20mA的电流下，5mm封装LED的衰减情况如图1所示。红光 LED的光输出衰减速率较白光LED慢，而绿光和蓝光LED则以中等到的速率衰减。白光LED封装在一个与外界隔离的灯具中，环境 温度将影响白光 LED 的光输出衰减速率。60%100030004 0005(X)06000高功隕口光I Ft）爷光灯时IM (hj图1 5mm封装LED的衰减情况不同白色光源的光输出随时间变化的规律如图2所示。

3、高功率的白光LED有非常低的光输出劣化。根据图2中的初步数据，光线的吸 收和散热已使高功率白光LED有所进展，它提供了改善的发光功效，并提高了照度的维持度。2 0004 000600010000第1页共12页丰田公司日前成功开发了封装面积只有3.4mmx2.8mmx1.2mm的大电流型白光LED。与原产品相比，封装面积和封装厚度大约 分别减至原来的1/15和1/5,最大可通过500mA电流，可应用于各种照明设备、17.7853.34cm （721英寸）的液晶面板背光 光源以及汽车灯具等。大电流白光 LED 能大幅减小尺寸，主要得益于通过采用陶瓷封装提高了散热性。原来的产品使用的是热传导性 较差

4、的树脂封装材料，所以需要通过加大封装尺寸来提高散热性。近年来随着大功率白光LED封装技术的发展，可通过减小白光LED结点与插脚间的热阻抗，把封装外壳做成扁平状、缩短结点与插脚 之间的距离来缩短传输的距离。同时，引线支架的直径更大，引脚增大，并使用热传导性能较好的材料制作，能使热量更快地散发出来。 使用耐高温的环氧树脂，解决了高温和散热问题，因此可以利用大芯片进行封装，致使其工作电流可由一般的20mA增大到350mA、 700mA甚至1000mA，其功率可以达1W、3W甚至5W。这种封装结构的辐射视角很宽，因此该白光LED的光学效率也较高。所 以，信号灯中使用的白光LED只需十几只，甚至几只。常

5、规白光LED与功率白光LED在信号灯中应用的比较结果如下： 所用材料不同。一般白光LED使用环氧树脂作为安装板，而功率白光LED需要使用铝基线路板（MCPCB）。 生产工艺不同。一般白光LED使用波峰焊或手工焊均可，而功率白光LED需要使用贴片焊机。 配套的电子元件不同。因为焊接工艺不同，所以与一般白光LED配套的电子元件也是需要使用波峰焊或手工焊的一般元件，而与功 率白光 LED 配套的电子元件都是贴片元件。 自动化程度不一样。由于生产工艺不一样，贴片式生产的自动化程度高，可以使用流水化生产线；而一般白光LED和一般元件由于 外观、结构差异较大，因此有相当一部分工作（如插管等）都需手工完成。

6、这样导致两者的加工质量也不一样。 加工性能保障不一样。由于静电防护等措施是影响白光LED使用寿命的重要因素，而一般白光LED生产的自动化程度不高，因此 静电防护等措施比较难以实施。而功率白光LED的生产工艺比较容易保证其完好性。 集成化程度不一样。由于功率白光LED采用贴片式工艺，因此其电子元件可以高度集成化，可以把灯板和电源等都做得很小，而一 般白光 LED 及其配套元件难以实现这一目标。 结构设计要求不同。虽然一般白光LED的功率小，单只白光LED发热少（当然这些白光LED承受发热的能力也低，散热效果也差）， 但其分布在整个发光面内，因此其散热方面的改善措施难以实施。而功率白光 LED 相

7、对集中，又是使用贴片工艺安装在铝基板上，因 此容易设计散热器，可把白光LED灯板直接安装在上面以改善其散热效果。 配光设计要求不一样。一般白光LED因为使用的管数多，且均匀分布在整个发光区域内，因此配光时需要针对白光LED 一一对应。 而功率白光LED管数使用得较少，一般300mm信号灯使用12只甚至8只LED就可达到要求，因此把整个灯板置于发光面的轴心附 近，在配光时近似地将其当作集中光源来进行设计。 使用效果不一样。一般白光LED由于发出的光分布在整个发光表面的范围内，相互之间的间距较大，因此投射在发光表面的效果是 能比较明显地看出点状分布的发光光源。并且由于白光 LED 光源本身光强分布

8、中存在强弱，加上封装中经常存在光斑不均匀现象，整 个发光表面势必存在明暗之分，同时配光时采用的是一一对应的方式，因此在有一个或一串白光 LED 失效的情况下会出现暗斑，从而 影响整个信号灯的光效和图形。而大功率白光 LED 由于相对比较集中，在配光时也近似地当作集中光源进行处理，因此上述缺陷均能 避免。 使用寿命不一样。由于功率白光LED具有以下特点，因此可以延长使用寿命。管数少，支路少，因此容易使用支路恒流的电源，保证各只白光LED有着相同的供电环境，即使其中个别失效，也不会影响到其他白 光 LED 的供电电流。允许工作电流较大，是一般白光LED的十几倍，因此电流控制波动几个毫安，对大功率白

9、光LED根本不会造成影响。所以，它对电 源精确控制的依赖性较小，也有利于延长使用寿命。大功率LED灯珠详细参数及点光源选择技巧LED灯珠参数介绍：1、亮度LED 的亮度不同，价格不同。灯杯： 一般亮度为60-70 lm； 球泡灯：一般亮度为80-90 lm。注:1W亮度为60-110 Im 3W亮度最高可达2401m 5W-300W是集成芯片，用串/并联封装，主要看多少电流, 电压，几串几并。1W 红光，亮度一般为30-40 Im； 1W 绿光，亮度一般为60-80 Im； 1W黄光，亮度一般为30-50 Im;1W蓝 光，亮度一般为 20-30 Im。LED透镜：一次透镜一般用PMMA、PC

10、、光学玻璃、硅胶（软硅胶，硬硅胶）等材料。角度越大出光效率越 高，用小角度的LED透镜，光线要射得远的。2、抗静电能力抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰3、波长波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正 的产品。白光分暖色（色温2700-4000K），正白（色温5500-6000K），冷白（色温7000K以上）欧洲人比较喜欢暖 白红光：波段600-680，其中620， 630主要用于舞台灯， 690接近红外线 蓝光：波段430-480，其中460， 465舞台灯用的较多。绿光：波段5

11、00-580，其中525， 530舞台灯用的较多。4、漏电电流LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED,寿命短，价格低。5、发光角度用途不同的 LED 其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。6、寿命不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。7、LED 芯片LED的发光体为芯片，不同的芯片，价格差异很大。日本、美国的芯片较贵，台厂与中国本土厂商的LED芯 片价格低于日、美。8、芯片大小芯片的大小以边长表示，芯片尺寸一般为：38-45mQ，大芯片LED的品质比小芯片的要好。价格同芯片大小成 正比。9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧

12、树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫 外线及防火。10、显色值正白：60-65，暖白：50-60，由于不同公司使用的封装荧光粉不一样，所以显色值也不一样。点光源的选择技巧1、亮度LED的亮度不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级I类标准。2、抗静电能力抗静电能力强的LED,寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。3、波长波长一致的LED,颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。4、漏电电流LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED,寿命短

13、，价格低。5、发光角度用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。6、寿命不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。7、晶片LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美。&晶片大小晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。第5 页共12 页9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯 饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设

14、计方面包含：电气安全、 防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、 国家标准。由于LED是新产品，中国国家标准滞后，但国家提供产品合格则试。具有国际安全认证（如GS、CE、UL等） 及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高，因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证 书的真伪，现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。从健康方面，采用无毒材料设计的产品价格要高，特别是室内LED灯饰，千万别贪便宜选用有异味的LED灯 饰，目前仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产，辨别的方法可以直接用鼻子分别，有臭味的产品比无臭味的

15、价格 更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需专业人员分析。从适用环境安全看，有可靠的防尘防潮设计，材料防火、防紫 外线、防低温开裂的 LED 产品的价格高LED照明产品检测方法中的缺陷和改善的对策传统的LED及其模块光、色、电参数检测方法有电脉冲驱动，CCD快速光谱测量法，也有在一定的条件下， 热平衡后的测量法，但这些方法的测量条件和结果与LED进入照明器具内的实际工作情况都相差甚远。文章介绍了 通过VfTJ曲线的标出并控制LED在控定的结温下测量其光、色、电参数不仅对采用LED的照明器具的如何保 证LED工作结温提供了目标限位，同时也使LED及其模块的光、色、电参数的测量参数更接近于实际的应用条件

16、。 文章还介绍了采用LED的照明器具如测量LED的结温并确定LED参考点的限值温度与结温的函数关系。这对快速 评估采用 LED 的照明器具的工作状态和使用寿命提供了一个有效的途径。一、序言对于一个新兴的产品，其产品自身的发展总是先于产品标准和检测方法。虽然产品的标准和检测方法不可能先 于产品的研发，但是，产品的标准和检测方法应尽可能地紧跟产品设计开发的进度，因为产品的标准和检测方法的 制定过程本身就是对产品研发过程的回顾研讨和小结，只要条件基本成熟，产品标准和检测方法的制订越及时，就 越能减少产品研发过程的盲目性。LED照明产业发展到现在，我们对LED照明产品标准和检测方法的回顾、小结 的时候