《LED灯具100个疑难解答.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED灯具100个疑难解答.doc（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.LED是什么?答LED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、白色的光.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.2.LED为什么是第四代光源(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
2、如荧光灯.第四代光源:固态芯片发光如LED.3.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区，空穴由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. 4.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,而是结余二者之间.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
3、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.5.LED有哪几种构成方式?答: LED 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,目前成本仍然较高。6.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460636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色、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
4、,红色625nm.7.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.8.LED有哪几种分类方法?答:1按发光管发光颜色分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。散射型发光二极管和达于做指示灯用.2按发光
5、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）.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520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2045.（3）散射型.这是视角较大的指示灯，
6、半值角为4590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.9.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
7、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.
8、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 1.芯
9、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.2.扩片 由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），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. 3.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
10、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. 4.备胶 和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED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. 5.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. 6.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
11、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.自动装架在工艺上主要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. 7.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. 8.压焊 压
12、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
13、述. 9.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. 10.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. 11.模压封装
14、 将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化. 12.固化与后固化 固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135，1小时.模压封装一般在150，4分钟. 13.后固化 固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化.后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120，4小时. 14.切筋和划片 由于LED在生产中是连在一起的（不是单个）,Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作.
15、15.测试 测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品进行分选. 16.包装 将成品进行计数包装.超高亮LED需要防静电包装.10.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 L，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30
