LED封裝產(chǎn)品基礎(chǔ)知識(shí)

ETILED封裝產(chǎn)品基礎(chǔ)知識(shí)2011.07.19廣東德豪潤(rùn)大功率LED封裝廠講師：董新立-1-<目錄>什么是LED和LED基本概念白光LED相關(guān)名詞解釋白光LED生產(chǎn)工藝說(shuō)明白光LED量測(cè)說(shuō)明ETILED產(chǎn)品圖片LED產(chǎn)品應(yīng)用案例-2-第一部分：什么是LED和LED基本概念一.LED簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED(LightEmittingDiode)俗稱發(fā)光二級(jí)體或發(fā)光二極管

它包含了可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光。屬于光電半導(dǎo)體的一類,在結(jié)構(gòu)上包括P極與N極,是一種依靠半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的光電元件！

以PLCCLED來(lái)講，它是由電子原材料（晶片,金線，支架，銀膠或絕緣膠），封裝材料（環(huán)氧樹(shù)脂或硅膠，色劑，擴(kuò)散劑），以及輔助材料三大材料構(gòu)成。定義：LED就是由電子材料，封裝材料，輔助材料聯(lián)結(jié)而成的一個(gè)發(fā)光的閉路電子元件。-4-二.LED的五大物料與五大製程-5-LED是由P層半導(dǎo)體元素，N層半導(dǎo)體元素靠電子移動(dòng)而重新排列組合成的PN結(jié)合體。也正是這種變化使晶片能夠處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)在晶片被一定的電壓施加到正向電極時(shí)，P側(cè)電極即注入電洞，N側(cè)電極即注入電子，電洞在P區(qū)移動(dòng)擴(kuò)散，電子同時(shí)也是N區(qū)移動(dòng)擴(kuò)散，若電洞與電子的能量達(dá)到某定值以上時(shí)，則電洞即跨越P區(qū)，源源不斷的游向N區(qū)，N區(qū)的電子同時(shí)也會(huì)跨越N區(qū)，向P區(qū)移動(dòng)。電洞與電子在移動(dòng)擴(kuò)散時(shí)，電洞與電子兩者將會(huì)互相結(jié)合，激發(fā)出光子，產(chǎn)生光能三.LED晶片發(fā)光原理四.LED的通電狀況

LED之通電狀況P極接正電,N極接負(fù)電,則LED發(fā)光;反之,則不發(fā)光在順向電流(IF)的驅(qū)動(dòng)下，LED開(kāi)始發(fā)光：光強(qiáng)(IV),波長(zhǎng)(WD),電壓(VF)順向電壓逆向電壓VF(對(duì)應(yīng)IF)VR(對(duì)應(yīng)IR)四.光的種類γ射線X射線遠(yuǎn)紫外線近紫外線可見(jiàn)光線中紫外線近紅外線中紅外線遠(yuǎn)紅外線10-3nm1nm10nm100nm280nm315nm380nm780nm1000nm1.5μm5μm100μm1mm極超短波紫外線區(qū)紅外線區(qū)短波長(zhǎng)長(zhǎng)波長(zhǎng)白色光分成七色光譜稜鏡化學(xué)線(由日照產(chǎn)生化學(xué)線作用引起)光(人眼所見(jiàn)電磁波範(fàn)圍)接近光性質(zhì)有大熱能電波熱線(熱能也稱為熱波)五.

可見(jiàn)光LED顏色區(qū)分380nm430nm490nm505nm515nm535nm585nm600nm630nm700nm紫色(Purple)藍(lán)色(Blue)藍(lán)綠色(BluishGreen)翠綠色(Green)純綠色(PureGreen)黃綠色(YellowGreen)黃色(Yellow)橙色(Orange)琥珀色(Amber)紅色(Red)-9-第二部分：白光LED相關(guān)名詞解釋-10-所謂白光是是多種顏色色混合而成成的光，以以人類眼睛睛所能見(jiàn)的的白光形式式至少須兩兩種光混合合，如二波波長(zhǎng)光(藍(lán)藍(lán)色光+黃黃色熒光粉粉)或三波波長(zhǎng)光(藍(lán)藍(lán)色光+綠綠色光+紅紅色光)，，目前已商商品化的產(chǎn)產(chǎn)品藍(lán)光單晶片片加上YAG黃色熒光粉粉，在未來(lái)較較被看好的的是三波長(zhǎng)長(zhǎng)光，以無(wú)無(wú)機(jī)紫外光光晶片加R.G.B三基色熒光光粉，此外外有機(jī)單層層三波長(zhǎng)型型白光LED也有成本低低、制作容容易的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。預(yù)計(jì)三三波長(zhǎng)白光光LED今年有商品品化的機(jī)機(jī)機(jī)會(huì)，未來(lái)來(lái)應(yīng)用在取取代熒光燈燈、緊湊型型節(jié)能熒光光燈泡及LCD背光源等市市場(chǎng)，對(duì)白白光LED的市場(chǎng)成長(zhǎng)長(zhǎng)有很大的的幫助自從出現(xiàn)發(fā)發(fā)光二極管管LED以來(lái)，人們們一直在努努力追求實(shí)實(shí)現(xiàn)固體光光源，隨著著發(fā)光二極極管LED制造工藝的的不斷進(jìn)步步和新型材材料（氮化化物晶體和和熒光粉））的開(kāi)發(fā)及及應(yīng)用，使使發(fā)白色光光的LED半導(dǎo)體固體體光源性能能不斷完善善并進(jìn)入實(shí)實(shí)用階段。。白光LED的出現(xiàn)，使使高亮度LED應(yīng)用領(lǐng)域跨跨足至高效效率照明光光源市場(chǎng)。。曾經(jīng)有人人指出，高高亮度LED將是人類繼繼愛(ài)迪生發(fā)發(fā)明白熾燈燈泡之后，，最偉大的的發(fā)明之一一。六.白光原理-11-在技術(shù)方面面白光LED目前主要分分為兩種發(fā)發(fā)光方式:目前主要要的商品化化作法是日日亞化學(xué)(Nichia)以460nm波長(zhǎng)的InGaN藍(lán)光晶粒涂涂上一層YAG熒光物質(zhì)，，利用藍(lán)光光LED照射此一熒熒光物質(zhì)以以產(chǎn)生與藍(lán)藍(lán)光互補(bǔ)的的555nm波長(zhǎng)黃光，，再利用透透鏡原理將將互補(bǔ)的黃黃光、藍(lán)光光予以混合合，便可得得出肉眼所所需的白光光。目前在在白光LED技術(shù)方面仍仍以日亞化化學(xué)領(lǐng)先，，擁有眾多多專利權(quán)。。第二種是是日本住友友電工亦開(kāi)開(kāi)發(fā)出以ZnSe（（鋅，硒）為為材料的白白光LED，不過(guò)發(fā)光效效率較差，，但由于目目前白光LED市場(chǎng)熱銷，，仍呈現(xiàn)供供不應(yīng)由求求現(xiàn)象。七.熒光粉+藍(lán)光晶片的的白光LED簡(jiǎn)介(1)-12-3chips型:RedChip+GreenChip+BlueChip2chips型:BlueChip+YellowChip1chip型:BlueChip+Yellow熒光粉UVChip+RGB熒光粉ZnSe（（鋅，硒）CIE座標(biāo)圖白光產(chǎn)生的的種類七.熒光粉+藍(lán)光晶片的的白光LED簡(jiǎn)介(2)-13-八.白光LED相關(guān)名詞(光電參數(shù)定定義1)一，順向電電壓（ForwardVoltage）單位（V）紅，黃，黃黃綠：Typ：2.0VMax:2.4V紫，藍(lán)，綠綠，白：Typ：3.2VMax:4.0V測(cè)試條件：：IF=20mATa=25℃IF=30mATa=25℃℃IF=120mATa=25℃℃IF=350mATa=25℃℃-14-二，發(fā)光顏顏色，波長(zhǎng)長(zhǎng)（ColorHueWavelengthSpectrum））單位（nm)a.λp:發(fā)光體或物物體(經(jīng)由反射或或穿透)在分光儀上上量得的能能量分佈,其峰值位置置對(duì)應(yīng)的波波長(zhǎng),稱為λp(peak).b.λd:而λd(dominant)是以人眼所所見(jiàn)的可見(jiàn)見(jiàn)光區(qū)(400-700),決定發(fā)光體體或物體的的光線主要要落在什麼麼波長(zhǎng).c.△△λ:(半波寬)PeakWavelengthλλp:610nm(峰值波長(zhǎng))DominantWavelengthλλd:624nm(主波長(zhǎng))△λ:22nm(半波寬)△λ八.白光LED相關(guān)名詞(光電參數(shù)定定義2)-15-三，發(fā)光強(qiáng)強(qiáng)度（luminousIntensity）單位﹕cd(Candla)表示光源在在一定方向向范圍內(nèi)發(fā)發(fā)出的光通通量的大小小。一般而言，，光源之光光線會(huì)向不不同方向以以不同強(qiáng)度度放射出其其光通量，，在特定方方向所放出出之可見(jiàn)光光之強(qiáng)度稱稱為光強(qiáng)IV與IF成正比八.白光LED相關(guān)名詞(光電參數(shù)定定義3)-16-四，發(fā)光角角度（2θ1/2ViewingAngle）LED為指向性元元件?表示發(fā)光強(qiáng)強(qiáng)度50%時(shí)的角度LED亮度與角度度成反比，，亮度相同的兩顆顆LED,2θ1/2愈大則Iv愈小八.白光LED相關(guān)名詞(光電參數(shù)定定義4)-17-五，色溫（（ColorTemperature)單位：絕對(duì)對(duì)溫度（Kelvin,K)一個(gè)光源之之色溫被定定義為與其其具有相同同光色之“標(biāo)準(zhǔn)黑體（（Blackbobyradiator)”本身之絕對(duì)對(duì)溫度值，，以量化光光源的光色色表現(xiàn)。根根據(jù)MaxPlanck(普朗克)的的理論，將將一具完全全吸收與放放射能力的的標(biāo)準(zhǔn)黑體體加熱，溫溫度逐漸升升高光度亦亦隨之改變變；CIE色座標(biāo)上的的黑體曲線線（Blackbodylocus）顯示黑體由由紅——橙紅——黃——黃白——白——藍(lán)白的過(guò)程程。黑體加加溫到出現(xiàn)現(xiàn)與光源相相同或接近近光色時(shí)的的溫度，定定義為該光光源的相關(guān)關(guān)色溫度，，此溫度可可以在色度度圖上之普普朗克軌跡跡上找到其其對(duì)應(yīng)點(diǎn)。。標(biāo)準(zhǔn)黑體體之溫度越越高，其輻輻射出之光光線光譜中中藍(lán)色成份份就越多，，紅色成份份也就相對(duì)對(duì)越少，反反之標(biāo)準(zhǔn)黑黑體之溫度度越低,其輻射出之之光線光譜譜中的藍(lán)色色成份就越越少,紅色成份就就越多一個(gè)燈的光光色可以簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的以色色溫來(lái)表示示,以發(fā)出光色色為暖白色色之普通白白熾燈泡為為例,其色溫為2700K，而一般日光光燈之色溫溫為6000K，光之色溫主主要可分成成三大類：：暖白白：＜3500K自然白：3500至5000K正白白：5000至7500K冷白白：＞7500K八.白光LED相關(guān)名名詞(光電參參數(shù)定定義5)-18-標(biāo)準(zhǔn)黑黑體曲曲線（（Blackbodylocus）Planckcurve八.白光LED相關(guān)名名詞(光電參參數(shù)定定義6)-19-第三部部分：：白光光LED生產(chǎn)工工藝說(shuō)說(shuō)明-20-電漿清清洗Plasma焊線測(cè)測(cè)試檢檢查WBTest/Inspection裝支架架LeadFrameInsert支架預(yù)預(yù)熱L/Fprecure固ZenerZenerchipDieBonding固ChipChipDieBondingChip烘烤ChipEpoxyCure焊線WireBonding資材入入庫(kù)IncomingMaterials預(yù)熱烘烘烤Precure晶片推推力測(cè)測(cè)試DieShearTest電漿清清洗Plasma九.白光生生產(chǎn)流流程概概要(1)-21-外觀檢檢查VisualInspection抽真空空Degasing封膠Dispensing硅膠烘烘烤DPSiliconCure沖壓Trim測(cè)試SortingTest包裝TapingTest出荷檢檢查OQC配膠Mixing九.白光生生產(chǎn)流流程概概要(2)-22-膠深支架圖圖晶片圖圖焊線圖圖焊線圖圖點(diǎn)膠圖圖成品圖圖十.白光LED相關(guān)物物料圖圖片-23-第四部部分：：ETILED產(chǎn)品圖圖片-24-十一.白光LED圖片集集錦(1)HPHP505050745630COB-25-十一.白光LED圖片集集錦(2)3014380330205252525235283535P-LED-26-十二.白光LED應(yīng)用圖圖片集集錦(室內(nèi)照照明)-27-十二.白光LED應(yīng)用圖圖片集集錦(室外照照明)-28-十二.白光LED應(yīng)用圖圖片集集錦(室外照照明)-29-TotalLuminousFluxAveragedLEDIntensityGoniophotometer十三.白光LED量測(cè)說(shuō)說(shuō)明積分球(全光通量測(cè)試)說(shuō)明：：LED特點(diǎn)垂垂直最最上方方光束束最強(qiáng)強(qiáng)(垂直量量測(cè)光光強(qiáng)IV,單位為為cd)，向外外光束束逐漸漸減弱弱，所所有光光束的的總和和為光光通量量，單單位是是(lm)[(W)]角度測(cè)試儀(角度測(cè)試)套筒(軸向光測(cè)試)-30-第五部部分：：LED產(chǎn)品應(yīng)應(yīng)用案案例-31-十四.車用LED(指示，，車飾飾，車車燈等等)-32-十四.照明用用LED(室內(nèi)，，室外外，景景觀)-33-十四.背光顯顯示用用LED(RGB顯示屏屏，BLU背光)-34-由于超超高亮亮度LED具有非非常廣廣泛的的用途途，特特別是是白光光LED的出現(xiàn)現(xiàn)，給給應(yīng)用用面帶帶來(lái)更更豐富富的內(nèi)內(nèi)容。。目前前國(guó)內(nèi)內(nèi)有幾幾百個(gè)個(gè)單位位在開(kāi)開(kāi)發(fā)、、生產(chǎn)產(chǎn)超高高亮度度LED的各種種應(yīng)用用，熱熱點(diǎn)應(yīng)應(yīng)用主主要包包括以以下幾幾個(gè)主主要方方面：：化工程程景觀觀、裝裝飾燈燈作為一一種冷冷光源源，LED照明燈燈具有有綠色色環(huán)保保、節(jié)節(jié)能、、色彩彩絢麗麗等傳傳統(tǒng)光光源不不可比比擬的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。目目前，，LED輪廓燈燈、LED護(hù)欄燈燈、LED燈帶、、LED燈泡等等被廣廣泛應(yīng)應(yīng)用于于橋梁梁、大大廈廣廣場(chǎng)、、標(biāo)志志物、、仿古古建筑筑、招招牌廣廣告等等輪廓廓勾勒勒以及及立交交橋護(hù)護(hù)欄、、危險(xiǎn)險(xiǎn)路段段、警警戒標(biāo)標(biāo)志及及其高高樓輪輪廓、、庭院院護(hù)欄欄等場(chǎng)場(chǎng)所，，對(duì)美美化城城市、、塑造造景觀觀有重重要作作用白光照照明：：已開(kāi)始始從小小功率率白光光LED燈用起起，如如安全全照明明燈、、顯微微鏡燈燈、白白光背背光源源、手手電筒筒、太太陽(yáng)能能燈，，特種種白光光照明明等，，并逐逐步向向白光光照明明邁進(jìn)進(jìn)，將是取代代白熾熾燈、、鎢絲絲燈和和熒光光燈的的最大大潛力力商品品大、中中、小小屏幕幕顯示示器：：各種廣廣告牌牌、體體育記記分牌牌、金金融和和交通通指示示牌等等，分分為全全色、、三色色、單單色顯顯示屏屏，全全國(guó)共共有100多個(gè)個(gè)單位位在開(kāi)開(kāi)發(fā)生生產(chǎn)，，現(xiàn)已已成立立LED顯示屏屏分會(huì)會(huì)，2002年年全國(guó)國(guó)市場(chǎng)場(chǎng)超過(guò)過(guò)20億元元，幾幾乎全全部采采用國(guó)國(guó)產(chǎn)顯顯示屏屏。交通信信號(hào)燈燈：主要用用超高高亮度度紅、、綠、、黃色色LED，因?yàn)椴刹捎肔ED信號(hào)燈燈既節(jié)節(jié)能，，可靠靠性又又高，，所以以在全全國(guó)范范圍內(nèi)內(nèi)，交交通信信號(hào)燈燈正在在逐步步更新新?lián)Q代代，而而且推推廣的的速度度很快快，市市場(chǎng)需需求量量很大大.汽車用用燈：：包含汽汽車內(nèi)內(nèi)部的的儀表表板、、音響響指示示燈、、開(kāi)關(guān)關(guān)的背背光源源、閱閱讀燈燈和外外部的的剎車