LED工程培训知识

LED工程培训知识led技术论坛LED晶片知识：国外LED芯片厂商：CREE科锐；惠普（HP）；日亚化学（Nichia）；丰田合成；大洋日酸；昭和电工（SDK）；东芝；Lumileds流明司；旭明（Smileds）；欧司朗（Osram；GeLcore首尔半导体；普瑞；韩国安萤（Epivalley）等。1.CREE美国公司：产品以碳化硅(SiC)，氮化镓(GaN)，硅(Si)及相关的化合物为基础，包括蓝、绿、紫外发光二极管(LED)、近紫外激光、射频(RF)及微波器件、功率开关器件及适用于生产及科研的碳化硅(SiC)外延片。2.OSRAM欧司朗：是世界第二大光电半导体制造商，产品有照明，传感器，和影像处理器。公司总部位于德国，研发和制造基地在马来西亚。OSRAM最出名的产品是LED，长度仅几个毫米，有多种颜色，低功耗，寿命长。3.NICHIA日亚化学：著名LED芯片制造商，日本公司，开发出世界第一颗蓝色LED(1993年），世界第一颗纯绿LED(1995年)，在世界各地建有子公司。4.ToyodaGosei丰田合成：总部位于日本爱知，生产汽车部件和LED，LED约占收入10%,丰田合成与东芝所共同开发的白光LED，是采用紫外光LED与萤光体组合的方式，与一般蓝光LED与萤光体组合的方式不同。5.Agilent安捷伦：世界领先的LED供应商，安捷伦低成本的点阵LED显示器、品种繁多的七段码显示器及安捷伦LED光条系列产品都有多种封装及颜色供选择。6.东芝半导体：是汽车用LED的主要供货商，特别是仪表盘背光，车载电台，导航系统，气候控制等领域突出。东芝新技术UV+phosphor（紫外+荧光），LED芯片可发出紫外线，激发荧光粉后组合发出白光，粉红，青绿等光。7.LUMILEDS流明司LumiledsLighting：是全球大功率LED和固体照明的领导厂商，还提供各种LED晶片和LED封装，有红、绿、蓝、琥珀、白等LED。总部在美国，工厂位于荷兰，日本，马来西亚，由安捷伦和飞利浦合资组建于1999年，2005年飞利浦完全收购了该公司。8.首尔半导体：乃韩国最大的LED环保照明技术生产商，并且是全球八大生产商之一，首尔半导体的主要业务乃生产全线LED组装及定制模组产品，包括采用交流电驱动的半导体光源产品如：侧光LED、顶光LED、切片LED、插件LED及食人鱼(超强光)LED等。台湾芯片厂商：晶元光电（Epistar）ES、（联诠、元坤、连勇、国联）；广镓光电（Huga）；新世纪（GenesisPhotonics）；华上（ArimaOptoelectronics）AOC；泰谷光电（Tekcore）；奇力；钜新；光宏；晶发；视创；洲磊；联胜（HPO）；汉光（HL）；光磊（ED）；鼎元（Tyntek）简称：TK；曜富洲技TC；国通；联鼎；燦圆（FormosaEpitaxy）；全新光电（VPEC）；BR华兴（LedtechElectronics）；东贝（UnityOptoTechnology）；光鼎（ParaLightElectronics）；亿光（EverlightElectronics）；佰鸿（BrightLEDElectronics）；今台（Kingbright）；菱生精密（LingsenPrecisionIndustries；立基（LigitekElectronics）；光宝（Lite-OnTechnology）；宏齐(HARVATEK)等。大陆LED芯片厂商：三安光电简称（S）、上海蓝光（Epilight）简称（E）、士兰明芯（SL）、大连路美简称（LM）、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地。电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大，山东华光、上海蓝宝等。晶片尺寸：7*9nm8*8nm9*9nm10*10nm9*11nm11*13nm12*12nm13*13nm14*17nm8*15nm10*16nm9*2610*20nm10*23nm20*20nm24*24nm28*28nm20*40nm38*38nm40*40nm45*45：22*44nm60*60nm绿色、蓝色晶片焊垫圆点为正极，半圆为负极。红色、橙色、黄色、（双电极、单电极都有反极性晶片）焊垫极性以机台电源测试正负极为准。单电极晶片必需使用银浆固晶导电；绝缘胶（单电极）不能起到导电作用。荧光粉知识一、LED荧光粉的种类；1.YAG铝酸盐荧光粉2.硅酸盐荧光粉3.氮化物荧光粉4.硫化物荧光粉1.YAG铝酸盐荧光粉；优点：亮度高，发射峰宽，成本低，应用广泛，黄粉效果较好。缺点：激发波段窄，光谱中缺乏红光的成分，显色指数不高，很难超过85RA。2.硅酸盐荧光粉；优点：激发波段宽，绿粉和橙粉较好。缺点：发射峰窄，对湿度较敏感，缺乏好的红粉，不太耐高温，不适合做大功率LED，适合用在小功率LED。3.氮化物荧光粉；优点：激发波段宽，温度稳定性好，非常稳定红粉、绿粉较好。缺点：制造成本较高，发射峰较窄。4.硫化物荧光粉；优点：激发波段宽红粉、绿粉较好。缺点：湿度敏感，制造过程中会产生污染，对人有害有很强的臭味，会腐蚀支架。二、常用的YAG成份荧光粉的相关知识1.YAG合成工艺比较；固相法缺陷：合成温度高、反应时间长；对原料品质要求高；粉体团聚严重、样硬、需机械破碎、球磨等后处理；形貌不规则、颗粒流动性差、无法进一步进行包膜等后处理工艺；难以有效地控制粒径分布。控制反应沉淀法：合成温度低、反应时间短；合成粉体疏松，无需机械破碎、球磨等后处理工艺；形貌规则，颗粒呈球形，流动性和稳定性好；颗粒粒径可控；容易实现包膜等后处理工艺。2.新型荧光粉的使用；⑴.目前市场上主流白光LED皆由蓝光芯片激发黄色荧光粉制作而成，这种制作方法相对简单且成本低，因而得到普遍运用。但是，这样制作出来的产品显色性并不高，那么，怎样才能做出高显的产品呢？光谱全才能够达到高显，做出高显的产品。三基色R,G,B三种光谱混色后可得到高显指，而目前用蓝光芯片激发黄色荧光粉只有两种光谱(蓝色和黄色)，缺少红色光谱，因此导致显色性不够高。⑵.黄色荧光粉的激发效率要高于红色荧光粉，在黄色荧光粉里面加入一些红色荧光粉可用来提高显指。需要注意的是：加入红色荧光粉后，蓝光芯片激发黄色荧光粉的效率就会相对降低一些，这是因为红光光谱太长，覆盖了其它光谱，所以加红粉提高显指的同时也降低了光通量。⑶.随着美国能源之星的公布，技术要求越来越严格，业界竞争也是相对加大，很快正白光做到Ra80已经非常容易了。但是暖白光要同时实现高亮高显还是颇具难度。追求暖白光高亮高显，业界通常的做法都是用黄色荧光粉混合红色荧光粉去实现，但这样做出来的产品光通量相对较低。⑷.台湾弘大贸易股份有限公司(日本根本特殊化学亚太地区总代理商)最新推出橙色荧光粉YLO-802B(峰值波长605nm）和YLO-804B(峰值波长615nm)。这两款粉分别搭配460nm左右的蓝光芯片激发，做3000K左右暖白光都能实现Ra80且不降低光通量，而且稳定性、一致性也非常好，也可以与黄粉相互搭配做正白6000K高显80的显色指数光通量不降低的效果。⑸.这两款粉是目前市场上硅酸盐成份的荧光粉没法比拟的。硅酸盐成份的粉因本身不耐高温、湿热的特性，会经常出现色温漂移，这也是未来可能被淘汰的荧光粉，新的产品将取而代之。随着辅料行业的不断发展，相信很快会有更给力的产品出现。三、白光LED有三种衬底：蓝宝石、硅、碳化硅蓝宝石衬底较为常见；⑴.第一种是比较成熟且已商业化的蓝光芯片+黄色荧光粉来获得白光，这种白光成本最低，但是蓝光晶粒发光波长的偏移、强度的变化及荧光粉涂布厚度的改变均会影响白光的均匀度，而且光谱呈带状较窄，色彩不全，色温偏高，显色性偏低，灯光对眼睛不柔和不协调。人眼经过进化最适应的是太阳光，白炽灯的连续光谱是最好的，色温为2500K，显色指数为100。所以这种白光还需要改进，比如加多发光过程来改善光谱，使之连续且足够宽。⑵.第二种是紫外光或紫光芯片+红、蓝、绿三基色荧光粉来获得白光，发光原理类似于日光灯，该方法显色性更好，而且UV-LED不参与白光的配色，所以UV-LED波长与强度的波动对于配出的白光而言不会特别地敏感，并可由各色荧光粉的选择和配比，调制出可接受色温及演色性的白光。但同样存在所用荧光粉有效转化效率低，尤其是红色荧光粉的效率需要大幅度提高的问题。这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大、配合荧光粉紫外光波长的选择、UV-LED制作的难度及抗UV封装材料的开发也是需要克服的困难。⑶.第三种是利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合成白光，该方法的优点是不需经过荧光粉的转换而直接配出白光，除了可避免荧光粉转换的损失而得到较佳的发光效率外，更可以分开控制红、绿、蓝光LED的发光强度，达成全彩的变色效果(可变色温)，并可由LED波长及强度的选择得到较佳的演色性。但这种办法的问题是绿光的转换效率低，混光困难，驱动电路设计复杂。另外，由于这三种光色都是热源，散热问题更是其它封装形式的3倍，增加了使用上的困难。偏振LED和三波长全彩化的白光LED将是未来的发展方向。四、晶片对白光LED光衰的影响从目前实验的结果来看，晶片对光衰的影响分为两大类：第一是晶片的材质不同导致衰减不同，目前常用的蓝光晶片衬底材质为碳化硅和蓝宝石，碳化硅一般结构设计为单电极，其导热效果比较好，蓝宝石一般设计为双电极，热量较难导出，导热效果较差；第二是晶片的尺寸大小，在晶片材质相同时，尺寸大小不同衰减差距也不同。五、固晶底胶对白光LED光衰的影；在白光LED封装行业中通常用到的固晶胶有环氧树脂绝缘胶、硅树脂绝缘胶、银胶。三者各有利弊，在选用时要综合考虑。环氧树脂绝缘胶导热性差，但亮度高；硅树脂绝缘胶导热效果比环氧树脂稍好，亮度高，但由于硅成分占一定比例，固晶片时旁边残留的硅树脂与荧光胶里的环氧树脂相结合时会产生隔层现象，经过冷热冲击后将产生剥离导致死灯；银胶的导热性比前两者都好，可以延长LED芯片的寿命，但银胶对光的吸收比较大，导致亮度低。对于双电极蓝光晶片在用银胶固晶时，对胶量的控制也很严格，否则容易产生短路，直接影响到产品的良品率。六、荧光粉对白光LED光衰的影响⑴.实现白光LED的途径有多种，目前使用最为普遍最成熟的一种是通过在蓝光晶片上涂抹一层黄色荧光粉，使蓝光和黄光混合成白光，所以荧光粉的材质对白光LED的衰减影响很大。市场最主流的荧光粉是YAG钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉，与蓝光LED芯片相比荧光粉有加速老化白光LED的作用，而且不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同，这与荧光粉的原材料成分关系密切。选用最好材质的白光荧光粉，做出的白光LED在衰减控制方面有了很大的提高。荧光胶水对白光LED光衰的影响⑵.传统封装的白光LED,荧光胶一般采用环氧树脂或硅胶，经过光衰实验的结果得出，用硅胶配粉的白光LED寿命明显比环氧树脂的长。原因之一是用以上两种方法封装成成品LED,硅胶比环氧树脂抗UV能力强且硅胶散热效果比环氧树脂好；但在相同条件下，用硅胶配粉的初始亮度要比环氧树脂配粉的要低，最主要是由于硅胶的折射率（1.3-1.4）比环氧树脂（1.5以上）低，所以初始光效不及环氧树脂高。七、支架对白光LED光衰的影响LED支架主要有铜支架和铁支架。铜支架导热、导电性能好，价格高。而铁支架的导热、导电性能相对较差，更容易生锈，但价格便宜。市场上的LED大部分使用铁支架。不同材料的支架对LED的性能影响也不同，特别是对光衰的影响尤为突出。这主要是由于铜的导热性能比铁的好很多，铜的导热系数398W（m.k），而铁的导热系数只有50W（m.k）左右，仅为前者的1/8,还有支架的电镀层厚度也密切相关。在选用支架时，还要注意支架的碗杯大小是否与发光芯片以及模粒匹配，其匹配质量的优劣，直接影响白光LED的光学效果，否则容易造成光斑形状不对称、有黄圈，以及黑斑等，直