LED全面了解基礎(chǔ)知識(shí)1課件

LED(LightEmittingDiode)

1目錄第一部分：LED簡介第二部分：LED與傳統(tǒng)燈泡的比較第三部分：LED的優(yōu)點(diǎn)第四部分：LED分類及結(jié)構(gòu)第五部分：LED的產(chǎn)業(yè)分工第六部分：LED的發(fā)展第七部分：LED的四大流程第八部分：LED的參數(shù)第九部分：LED的特性第十部分：LED的應(yīng)用第十一部分：LED命名第十一部分:LED使用注意事項(xiàng)2第一部分LED簡介

1.什么是發(fā)光二極管發(fā)光二極管英文全稱為LightEmittingDiode（簡稱LED），是一種新型的固態(tài)光源，誕生于20世紀(jì)60年代。

1923年，羅塞夫（Lossen.o.w）在研究半導(dǎo)體SiC時(shí)有雜質(zhì)的P-N結(jié)中有光發(fā)射，研究出了發(fā)光二極管（LED：LightEmittingDiode），一直不受重視.隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，在60年代，顯示技術(shù)得到迅速發(fā)展LED才逐步受到人們的重視。傳統(tǒng)燈食人魚LED普通LED未來LED大功率LED3第二部分：LED與傳統(tǒng)燈泡的比較

白熱的技術(shù)機(jī)理熱量放電放電固態(tài)LED電子/空穴復(fù)合光譜分布光效固有失效機(jī)理熱量15%40%＞50%●輻射●對(duì)流●傳導(dǎo)●輻射●對(duì)流●傳導(dǎo)內(nèi)部反射56第三部分：LED的優(yōu)點(diǎn)◆壽命長（＞100，000Hrs）◆驅(qū)動(dòng)電壓低（1.8～4.5V）◆耗電量少（40～1000mW）◆相對(duì)冷光源(熱輻射小)◆點(diǎn)亮速度快（時(shí)間常數(shù)為10-7～10-9S）◆避免疑似點(diǎn)燈效應(yīng)◆體積小◆多種色彩◆耐震性特佳（全固體封裝，不易破損）◆單色性佳（發(fā)光波長穩(wěn)定）◆綠色無污染7Ｂ.SMD(Surfacemountdiode）表面貼裝二極管

1.按外形分：0603、1206、2810、3020、3528、5050等等2.按顏色分：紅色、綠、藍(lán)、黃、琥珀、黃綠、白色、紫色、紅外線等;3.按膠體顏色分：無色透明、有色透明、有色散射、無色散射（深淺根據(jù)配比調(diào)節(jié)）4.色彩分類：單色、雙色、全彩（三色）第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)9第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)Ｃ、食人魚（Fluxled）１．食人魚產(chǎn)品主要是頂部LENS的不同種類而改變：２．頂部珠子分為：Φ3mm、Φ5mm、平頭與微凸產(chǎn)品。３．為改變角度的大小，頂部珠子的高低也不同：比如3mm的珠子高度有1.35、1.5、1.9mm的.４．顏色種類如插件LED齊全。

10第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)

D、大功率LED（Powerled）

1.大功率有1w、3w、5w、10w等等不同種類2.目前流程大大功率有鋁基板樣式的、仿luminous、SMD樣式的。3.透鏡有酒杯狀的、平頭的、透鏡的4.直流與交流驅(qū)動(dòng)11發(fā)光二極管組件依其制作過程可分為上游晶圓制作(單芯片與磊芯片的生產(chǎn)與制造)、中游晶粒制作(將磊芯片經(jīng)過制作電極、平臺(tái)蝕刻等程序切割出LED

晶粒)及下游封裝(將晶粒封裝成發(fā)光器件)，具體工藝流程為：1．外延片工藝：襯底——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——緩沖層生長——N型GaN層生長——多量子阱發(fā)光層生長

——P型GaN層生長——退火——檢測（光熒光、X射線）——外延片2．晶片工藝：外延片——設(shè)計(jì)、加工掩模版——光刻——離子刻蝕——N型電極（鍍膜、退火、刻蝕）—P型電極（鍍膜、退火、刻蝕）—?jiǎng)澠謾z、分級(jí)—包裝3、封裝工藝：封裝——擴(kuò)晶——點(diǎn)銀漿（絕緣膠）——固晶——烘干——焊線——封膠（環(huán)氧樹脂）——烘干——半切——電性能檢測——全切——測試分選——包裝

第五部分：LED的產(chǎn)業(yè)分工13圖5.1：LED產(chǎn)業(yè)分工圖LampDotMatrix基座基座基座晶粒固焊封裝Display基座(Diffusion)(上游

)(中游

)(下游

)Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圓)Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、Etc……

Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圓)Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、Agilent

Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、CreeRohm(羅姆）、

Everlight(億光)、OsramSeoul(首爾)、Edison(愛迪森)、14第六部分LED的發(fā)展低壓

節(jié)能燈（18W）白熾燈(白光燈)（40W）鹵素?zé)簦?0w）YellowFiltered1965197019751980198519901995200020051001010.1GaAsPRedCaPRedGaPGreenGaAsPRed/YellowAlGaAsSHRed

AlGaAsDHRed

AlGaAsDDHRed

AlGaInP-ASRed/Orange/Yellow

AlGaInP-TSRed/Orange/Yellow

ShapeAlGaInP-TSRed/Orange/Yellow

Performance（Lumens/Watt）

●Best

DeviceInGaNGreenYellowBlueNitrideSiCBlueRedFilteredEdison’sFirstLightBulb15第六部分LED的發(fā)展地區(qū)2003200420052006產(chǎn)能增率產(chǎn)能增率產(chǎn)能增率產(chǎn)能增率歐洲26-10%3430.8%21-38%18-14%美國2102.9%25621.9%36341.8%3999.9%中國1330%43231%128198%15420.3%韓國17146.2%29069.6%38532.8%44315.1%日本52525.3%58912.2%72723.4%7999.9%臺(tái)灣67060%88732.4%100513.3%115514.9%合計(jì)161534.9%209829.9%262925.3%296812.9%17第六部分LED的發(fā)展低溫、高功率無熱點(diǎn)無線遠(yuǎn)端控制（20米）18第七部分LED的四大流程固晶焊線封膠測試流程晶片,支架,銀膠物料ASM固晶機(jī)設(shè)備金線ASM焊線機(jī)膠水灌膠機(jī),烤箱/分光機(jī)(裝帶機(jī))19第八部分LED的參數(shù)8.2正向電壓VF(Forwardvoltage)

通過發(fā)光二極管的正向電流為確定值時(shí)，在兩極間產(chǎn)生的電壓降。V8.3反向電流IR(Reversecurrent)

加在發(fā)光二極管兩端的反向電壓為確定值時(shí)，流過發(fā)光二極管的電流。V21第八部分LED的參數(shù)8.4光通量ΦvLuminousflux

通過發(fā)光二極管的正向電流為規(guī)定值時(shí)，一光源所發(fā)射并被人眼感知之所有輻射能稱之為光通量單位:流明(LM)8.5發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度IvLuminous（orRadiant）intensity

光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射的光（或輻射）通量，可表示為Iv=dΦ/dΩ。單位:mcd

其中:距離d在CIE中規(guī)定了兩種標(biāo)準(zhǔn)d1:100mmd2:316mmV22第八部分LED的參數(shù)8.6CIEX－Y色度圖

因白光非單一色光,所以在測試時(shí),白光分色按右圖分X,Y值,而其它顏色光按波長來分.

正白光其X/Y在0.30-0.31左右23第八部分LED的參數(shù)

8.8色溫(Co1orTemperature)

單位：絕對(duì)溫度(Kelvin,K)

一個(gè)光源之色溫被定義為與其具有相同光色之“標(biāo)準(zhǔn)黑體”本身之絕對(duì)溫度值，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對(duì)應(yīng)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越高,其輻射出之光線光譜中藍(lán)色成份越多,紅色成份也就相對(duì)的越少。以發(fā)出光色為暖白色之普通白熱燈泡為例，其色溫為2700K，而晝光色日光燈之色溫為6000K。CIEDiagram注：一般白光色溫

2000-3000K為暖白3000-5000K為白偏黃

5000-8000K為正白8000-10000K為冷白

10000以上為白偏藍(lán)25第八部分LED的參數(shù)8.9演色性（顯示指數(shù)）

(Colorrendering)一般認(rèn)為人造光源應(yīng)讓人眼正確地感知色彩，就如同在太陽光下看東西一樣。當(dāng)然這需視應(yīng)用之場合及目的而有不同之要求程度。此準(zhǔn)據(jù)即是光源之演色特性，稱之為"平均演色性指數(shù)(generalcolorrenderingindex,(Ra)“平均演色性指數(shù)為對(duì)象在某光源照射下顯示之顏色與其在參照光源照射下之顏色兩者之相對(duì)差異。其數(shù)值之評(píng)定法為分別以參照光源及待測光源照在DIN6169所規(guī)定之八個(gè)色樣上逐一作比較并量化其差異性；差異性越小，即代表待測光源之演色性越好，平均演色性指數(shù)Ra為100之光源可以讓各種顏色呈現(xiàn)出如同被參照光源所照射之顏色。Ra值越低，所呈現(xiàn)之顏色越失真。Ra=85Ra=7026第九部分LED的特性9.1LED理想的I-V曲線圖施加正向電壓時(shí)施加反向電壓時(shí)27

10.1車載用燈

汽車的內(nèi)部照明顯示雖不像外部信號(hào)燈那樣受到政府有關(guān)部門的控制，但汽車的制造者對(duì)LED的顏色及照度有要求。GaPLED早已用于車內(nèi)，超高亮度AlGaInP和InGaNLED由于在顏色和照度上可滿足制造者的要求，因而將更多的取代車內(nèi)白熾燈。下圖表示了LED在汽車上的應(yīng)用：第十部分LED的應(yīng)用2910.2交通信號(hào)指示：

用超高亮度LED取代白熾燈，用于交通信號(hào)燈、警示燈、標(biāo)志燈現(xiàn)已遍及世界各地，市場廣闊，需求量增長很快。采用超高亮度LED取代白熾燈后，其耗電量僅為原來的12%。第十部分LED的應(yīng)用30

10.3屏幕顯示大屏幕顯示是超高亮度LED應(yīng)用的另一巨大市場，包括：圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。第十部分LED的應(yīng)用3110.4液晶顯示(LCD)的背照明

采用LED作為背照明的液晶顯示器可用于移動(dòng)電話、筆記本電腦，隨著小型液晶顯示器在節(jié)電型通信產(chǎn)品中的廣泛使用，將會(huì)對(duì)超高亮度LED有更大的需求。第十部分LED的應(yīng)用32

10.5固體照燈、室內(nèi)照明

LED固體照明燈的功耗只占白熾燈的10%－20%，白熾燈的壽命一般不超過

2000小時(shí)，而LED燈的壽命長達(dá)數(shù)萬小時(shí)。這種體積小、重量輕、方向性好、節(jié)能、壽命長、耐各種惡劣條件的固體光源必將對(duì)傳統(tǒng)的光源市場造成沖擊。第十部分LED的應(yīng)用3310.6建筑裝飾業(yè)由于LED具有省電、環(huán)保、多種色彩等優(yōu)點(diǎn)，近年來在燈飾行業(yè)的應(yīng)用越來越普遍。第十部分LED的應(yīng)用341.LED焊接條件

（1）烙鐵焊接：烙鐵（最高30W）尖端溫度不超過300℃；焊接時(shí)間不超過3秒；焊接位置至少離膠體2毫米。

（2）浸焊：浸焊最高溫度260℃；浸焊時(shí)間不超過5秒；浸焊位置至少離膠體2毫米。2.引腳