LED基礎(chǔ)培訓(xùn)講義2011412課件

LED基礎(chǔ)培訓(xùn)講義2011.3.27

目錄一、LED概述二、LED基礎(chǔ)知識三、LED封裝簡介四、LED優(yōu)缺點(diǎn)五、LED應(yīng)用范圍六、LED使用注意事項七、LED發(fā)展前景一、LED概述

LED是英文LightEmittingDiode的簡稱，中文譯為“發(fā)光二極管”，顧名思義發(fā)光二極管是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件。其核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體兩個電極組成的半導(dǎo)體發(fā)光器件，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)。在PN結(jié)中注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。

當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時，電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，當(dāng)然其發(fā)光的強(qiáng)弱與注入電流大小有關(guān)。二、LED基本知識2.LED發(fā)光原理由于發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物等半導(dǎo)體制成的，因此在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。即當(dāng)在電極上加上正向偏壓之后，在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合時，就會以輻射光子的形式將多余的能量轉(zhuǎn)化為光能；如圖所示。二、LED基本知識3.V-I特性：發(fā)光二極管具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。其電壓與電流的關(guān)系可用下圖表示。二、LED基本知識二、LED基本知識4.2.根據(jù)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)類型劃分:可分為貼片系列、LAMP系列、食人魚系列、TOP系列、大功率系列、SMD系列、COB系列等.4.3.根據(jù)發(fā)光二極管功率劃分:又分為小功率系列和大功率系列兩類.4.4.根據(jù)發(fā)光二極管使用晶片數(shù)量可分為:單晶、多晶(又含雙晶、三晶等)等.4.5.根據(jù)使用材料劃分又含有陶瓷基座發(fā)光二極管、金屬基座發(fā)光二極管、玻璃封裝發(fā)光二極管、環(huán)氧樹脂封裝發(fā)光二極管、硅樹脂封裝發(fā)光二極管等等.

永光照明公司主要生產(chǎn)的LED器件為TOP系列中的3528/5050小功率產(chǎn)品及1W大功率產(chǎn)品等.三、LED封裝簡介1.發(fā)光二極管(LED)及應(yīng)用產(chǎn)品圖示如下:三、LED封裝簡介三、LED封裝簡介2.LED發(fā)光二極管的組成材料:

晶片、支架、銀油/絕緣膠、金線、硅膠/環(huán)氧樹脂、熒光粉三、LED封裝簡介物料用途組成支架連接元器件使其形成電路PPT+銅+鎳+銀+綠油晶片通電后能產(chǎn)生光藍(lán)寶石InGaNGaAsAlGaInPGaPAlAu等銀油黏附性（將晶片與支架黏結(jié)）、導(dǎo)電性（晶片底部與支架導(dǎo)通）、散熱性銀粉、Exoxy、界面活性劑、偶合劑、其它等絕緣膠黏附性（將晶片與支架黏結(jié)）、散熱性Exoxy、其它等金線將晶片與支架的正、負(fù)極性連接導(dǎo)通99.99%熒光粉起調(diào)色作用硅酸鹽、硫化物、氮氧化物等硅膠起密封作用硅膠3.封裝物料介紹三、LED封裝簡介4.LED發(fā)光二極管的電學(xué)指標(biāo)如下:正向電壓VF：LED正向電流在20mA（5mA/350mA）時的正向電壓；正向電流IF：對于小功率LED目前全世界一致定為20mA，大功率芯片要依據(jù)芯片的規(guī)格來確定正向工作電流大??；反向漏電流IR：按LED以前的常規(guī)規(guī)定，指反向電壓在5V時的反向漏電流。小功率反向漏電流一般定為VR=5V時，IR≦10uA；大功率反向漏電流一般定為VR=5V時，IR≦100uA；工作時的耗散功率PW：即正向電流乘以正向電壓；三、LED封裝簡介可見光領(lǐng)域的色溫變化,由低色溫至高色溫是由橙紅-->白-->藍(lán).光源色溫不同，光色也不同;色溫在3000k以下有溫暖的感覺，能夠達(dá)到穩(wěn)重的氣氛；色溫3000k-5000k為中間色溫，有爽快的感覺；色溫在5000k以上有冷的感覺.5.2.色品圖：用CIE1931色品圖內(nèi)的某點(diǎn)坐標(biāo)方法表示顏色；白光LED通常用此指標(biāo).5.3.如下圖色坐標(biāo)和日常色溫范圍：

三、LED封裝簡介三、LED封裝簡介三、LED封裝簡介5.7.色純度Pe：由圖4所示，Pe=EF/EG。如果某一光源在色品圖中F點(diǎn)的坐標(biāo)越靠近G點(diǎn)，那么EF和EG的長度就越接近相等，Pe越接近1，色純度就越高。色純度通俗地說是指出射光的色坐標(biāo)越靠近CIR1931色品圖上光譜軌跡的程度，靠得越近則純度越高。所以，若坐標(biāo)位于光譜軌道上，則色純度為100%；反之，等能的白光純度則為0%。5.8.半寬度：光譜發(fā)光強(qiáng)度或輻射功率最大處的一半的寬度（FWHM），簡稱“帶寬”。帶寬越小則顏色越純。四、LED優(yōu)缺點(diǎn)4.1.LED優(yōu)勢4.1.1.節(jié)能:一般節(jié)能燈可節(jié)能4/5,但LED比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4,并有進(jìn)一步提升的前景,這就是固體光源的優(yōu)勢.4.1.2.可組成各種顏色(如RGB等)LED可以搭配出可見光中的任何顏色從而能夠很好地用于博物館以及展覽館中的局部或重點(diǎn)照明.4.1.3.環(huán)保LED在生產(chǎn)過程中不要添加“汞”，也不需要充氣，不需要玻璃外殼，抗沖擊性好，抗震性好，不易破碎，便于運(yùn)輸,非常環(huán)保,被稱為”綠色能源”。4.1.4.壽命非常長普遍在5萬-10萬小時之間，因為LED是半導(dǎo)體器件，即使是頻繁的開關(guān)，也不會影響到使用壽命。四、LED優(yōu)缺點(diǎn)4.1.5.LED元件的體積非常小更加便于各種設(shè)備的布置和設(shè)計，而且能夠更好地實現(xiàn)夜景照明中“只見燈光不見光源”的效果。4.1.6.LED的發(fā)出的光線能量集中度很高LED的發(fā)出的光線能量集中在較小的波長窗口內(nèi)，純度高。4.1.7.LED響應(yīng)時間非?？煸谖⒚爰墑e,只要開關(guān)一開，馬上就會亮,不會出現(xiàn)延遲的和閃爍的現(xiàn)象4.1.8.LED的發(fā)光指向性非常強(qiáng)亮度衰減比傳統(tǒng)光源低很多。4.1.9.LED使用低壓直流電即可驅(qū)動具有負(fù)載小、干擾弱的優(yōu)點(diǎn)，對使用環(huán)境要求較低,安全系數(shù)高。五、LED應(yīng)用范圍5.1.建筑物外觀照明5.2.娛樂場所及舞臺照明5.3.室內(nèi)空間展示照明5.4.道路、景觀照明、裝飾等5.5.標(biāo)識與指示性照明5.6.交通信號燈、視頻屏幕5.7.手機(jī)、電腦等背光光源照明5.8.家電數(shù)碼顯示及指示5.9.汽車照明5.10.特種照明:如太陽能燈、舞臺燈、艦船燈、應(yīng)急照明燈、閱讀臺燈等使用LED燈具的比例也迅速提高；紫外消毒、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等新興的應(yīng)用市場也正在形成六、LED使用注意事項6.1.需做好防靜電措施：LED產(chǎn)品在加工生產(chǎn)的過程中要采用一定的防靜電措施，如：工作臺要接地，工人要穿防靜電服裝，帶防靜電環(huán)，以及帶防靜電手套等，有條件的可以安裝防靜電離子風(fēng)機(jī)，同時也要保證車間的濕度在65%左右，以免空氣過于干燥產(chǎn)生靜電，尤其是綠色LED相對而言更容易被靜電損壞。另外，不同質(zhì)量檔次的LED抗靜電能力也不一樣，質(zhì)量檔次高的LED抗靜電能力要強(qiáng)一些。六、LED使用注意事項6.1.LED的溫度:要注意溫度的升高會使LED內(nèi)阻變小當(dāng)外界環(huán)境溫度升高后，LED光源內(nèi)阻會減小，若使用穩(wěn)壓電源供電會造成LED工作電流升高，當(dāng)超過其額定工作電流后，會影響LED產(chǎn)品的使用壽命，嚴(yán)重的將使LED光源“燒壞”，因此最好選用恒流源供電，以保證LED的工作電流不受外界溫度的影響。LED溫度也是影響LED壽命的最重要的因素.固LED在使用過程中要特別注意散熱設(shè)計.六、LED使用注意事項6.4.LED折腳注意：LED在彎腳或折腳時請不要離膠體太近,應(yīng)與膠體保持2mm以上的距離,否則會使LED膠體里面支架與金線分離,管腳在同一處的折疊次數(shù)不能超過三次，管腳彎成90°，再回到原位置為1次.6.5.焊接溫度：焊接溫度在260℃左右,時間控制在3S以內(nèi),焊接點(diǎn)離膠體底部在2.5mm以上,電絡(luò)鐵一定要接地.絕對不充許帶電焊接LED.且LED最多允許過兩次回流焊.LED作為綠色節(jié)能的照明產(chǎn)品，其技術(shù)日漸成熟，已經(jīng)開始從指示、顯示、裝飾領(lǐng)域逐漸向普通照明領(lǐng)域邁進(jìn)。隨著其技術(shù)的不斷完善，其發(fā)展前景將更為廣闊。新世紀(jì)以來，國家大力推廣LED產(chǎn)品。2003年，我國啟動了“國家半導(dǎo)體照明工程”，2009年又推出了“十城萬盞”計劃，推進(jìn)LED的應(yīng)用。有專家預(yù)測，到2015年，通過推廣LED可實現(xiàn)年節(jié)電400億千瓦時，相當(dāng)于年減排二氧化碳4000萬噸。而且目前我國LED產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐步完善，產(chǎn)業(yè)也初具規(guī)模，芯片的國產(chǎn)化率不斷提升。與幾年前國外品牌一枝獨(dú)秀的局面相比，現(xiàn)在在中高端市場也開始有了國產(chǎn)品牌的一席