LED培训资料(无锡)

2013年度LED内部培训资料中科科隆光电仪器设备无锡有限公司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:荧光粉发光如荧光灯。第四代光源:固态芯片发光如LED。1879年爱迪生发明第一个白炽灯，人类告别传统的煤油灯进入光电时代。不过保持等的光能利用率低，仅为12%-18%，且寿命短，污染严重。钠灯是利用钠蒸气放电产生可见光的电光源。钠灯又分低压钠灯和高压钠灯。低压钠灯的工作蒸气压不超过几个帕。低压钠灯的放电辐射集中在589.0纳米和589.6纳米的两条双D谱线上，它们非常接近人眼视觉曲线的最高值（555纳米），故其发光效率极高。高压钠灯的工作蒸气压大于0.01兆帕。节能灯是将荧光灯与镇流器（安定器）组合成一个整体的照明设备，耗电量仅为普通白炽灯的1/5，寿命达到8000小时。不过启动慢，色泽上存在偏差，且仍有污染问题存在。LED是英文单词LightEmittingDiode的缩写，中文意思是发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长（光的颜色），是由形成P-N结材料决定的。LED发展史1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料作成的可发出红外光的LED。1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使镓砷磷器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。到了1971年，业界又推出了具有相同效率的磷化镓绿色芯片LED。80年代早期的重大技术突破是开发出了铝镓砷LED，它能以每瓦10流明的发光效率发红光1994年，中村修二在氮化镓基片上研制出了第一只蓝色发光二级管从20世纪90年代中期开始，许多广告、体育和娱乐场所开始应用LED大屏幕显示。现在白光LED的发光效率已经达到130lm/W，实验室研究成果甚至可达到300lm/W1、波长：光的色彩强弱是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。能见到的光的波长，范围在380至780nm之间。单位：纳米（nm）2、亮度：亮度是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。单位：尼特（nit）3、光强：指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。单位：坎德拉（cd）4、照度：勒克司(lux，lx)照度的单位。等于1流明的光通量均匀照在1平方米表面上所产生的照度。5、光通量：光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通量（Φ）。单位：流明（Lm）6、光效：光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。单位：每瓦流明（Lm/w）。7、显色性：光源对物体呈现的程度，也就是颜色的逼真程度。通常叫做显色指数。8、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。单位：开尔文（k）。9、眩光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，所造成的视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。10、防护等级：IP防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级，由两个数字所组成，第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵人的等级（分0-6级），第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度（分0-8级），数字越大表示其防护等级越高。体积小耗电量低使用寿命长可工作在高速状态环保显色性好响应速度快高纯度、色彩丰富可控性大方向性强采用直压供电，安全可靠防震性好选择LED的五大原因：-节能-减少光害-节约原物料成本-节约维护成本-保护环境2003年6月17日成立“国家半导体照明工程协调领导小组”2004年科技部在南昌市新建两个国家级工程技术研究中心2005年年底提出中国半导体照明产业发展的总体战略和实施方案厦门市高新区已决定设立“厦门光电子孵化器”厦门市已经确立了建立台湾光电产业二次创业产业基地目标美好未来辅料LED按封装分类：一、插件灯珠二、贴片灯珠三、大功率灯珠四、COB封装灯珠即传统的直插式LED发光二极管，以插脚可分为两只角的，三只角的，四只角的等。按灯珠外形还可分为草帽跟食人鱼两大类。草帽LED又可按灯头的尺寸细分为Ø3（灯头的直径是3mm），Ø5（灯头直径是是5mm）；或按灯头的形状细分为无边、薄边、厚边、圆头等，按灯头透明与否可分为透明，雾状等。食人鱼LED同样可以按灯头的尺寸分为Ø3，Ø5，按灯头的形状分为圆头（即最常见的食人鱼灯）、平头等。贴片灯珠也就是俗称的SMD，是插件灯珠的改进产品，灯珠的体积更加小巧了，无针脚是焊锡更加方便，而贴片机的出现使人们告别了焊锡丝的困扰。按放光方向分侧面发光和正面发光。正面发光的有1206、1204、0805、0603、5050、3528、3014等，侧面发光的有335、020、215等。相对于小功率led来说，大功率led单颗功率更高，亮度更亮，价格更高。根据功率大小可分为0.5W，1W，3W不等，主要亮度单位为lm（流明），也就是发光强度I。根据封装后成型产品的总的功率而言不同而不同.根据其封装工艺不同分为:大尺寸环氧树脂封装、仿食人鱼式环氧树脂封装、铝基板（MCPCB）式封装、TO封装、功率型SMD封装、MCPCB集成化封装等等。1、耗电量少：光效为75lm/w的LED较同等亮度的白炽灯耗电量减少80%；2、寿命长：产品寿命长达5万小时，24小时连续点亮可用7年3、纳秒级的响应速度，使亮度和色彩的动态控制变得容易：可实现色彩动态变化和数字化控制4、设计空间大：可实现与建筑的有机融合，达到只见光不见灯的效果。5、环保：无有害金属汞，无红外线和紫外线辐射。6、颜色：不同波长产生不同彩色光，鲜艳饱和，无需滤光镜，可用红绿蓝三原色控制后形成各种不同的颜色，可实现全彩渐变等各种变色效果。即chipOnboard，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接。在相同功能的照明灯具系统中，实际测算可以降低30%左右的光源成本。在性能上，通过合理的设计和微透镜模造，COB光源模块可以有效地避免分立光源器件组合存在的点光、眩光等弊端；还可以通过加入适当的红色芯片组合，在不明显降低光源效率和寿命的前提下，有效地提高光源的显色性。灯珠的结构：一、支架1）、支架的作用：用来导电和支撑2）、支架的组成：支架由支架素材经过电镀而形成，由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。3）、支架的种类：带杯支架做聚光型，平头支架做大角度散光型的Lamp。SMD支架可分为PCB类与TOP类A:PCB类目前有0603，1206等，其单颗尺寸分另为1.6*0.8mm和3.2*1.6mm.其材质为纤维板，表面镀铜/镍/金(8～12u)B:TOP类可分为2810，3020，3528，5050等，其单颗长宽分2.8*1.0mm，3.0*1.0mm，3.5*2.8mm，5.0*5.0mm，材质多为PPA/PA9T加铜支架表面镀银120u二、银胶银胶的作用：固定晶片和导电的作用。银胶的主要成份：银粉占75-80%、EPOXY（环氧树脂）占10-15%、添加剂占5-10%。银胶的使用：冷藏，使用前需解冻并充分搅拌均匀，因银胶放置长时间后，银粉会沉淀，如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。三、芯片（晶片）1）、晶片的作用：晶片是LEDLamp的主要组成物料，是发光的半导体材料。2）、晶片的组成：主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Ｓi)这几种元素中的若干种组成。3）、晶片的结构：焊单线正极性（P/N结构）晶片，双线晶片。晶片的尺寸单位：mil，晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。其焊垫形状有圆形、方形、十字形等。4）、晶片的发光颜色：晶片的发光颜色取决于波长，常见可见光的分类大致为：暗红色（700nm）、深红色（640-660nm）、红色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黄色（580-595nm）、黄绿色（565-575nm）、纯绿色（500-540nm）、蓝色（450-480nm）、紫色(380-430nm)。白光和粉红光是一种光的混合效果。最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。5）、晶片的主要技术参数：A、晶片的伏安特性图：伏安特性曲线图常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以此画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图。这种图像常被用来研究导体电阻的变化规律，是物理学常用的图像法之一。B、顺向电压（VF）：施加在晶片两端，使晶片正向导通的电压。此电压与晶片本身和测试电流存在相应的关系。VF过大，会使晶片被击穿。C、顺向电流（IF）：晶片在施加一定电压后，所产生的正向导通电流。IF的大小，与顺向电压的大小有关。晶片的工作电流在10-20mA左右。D、逆向电压（VR）：施加在晶片上的反向电压。E、逆向电流（IR）：是指晶片在施加反向电压后，所产生的一个漏电流。此电流越小越好。因为电流大了容易造成晶片被反向击穿。F、亮度（IV）：指光源的明亮程度。单位换算：1cd=1000mcdG、波长：反映晶片的发光颜色。不同波长的晶片其发光颜色也就不同。单位：nmH、光：是电磁波的一种。波长在0.1mm-10nm之电磁波称为光。光可分为：波长大于0.1mm称为电波；760nm-0.1nm叫红外光;380nm-760nm叫可见光;10nm-380nm叫紫外光；波长小于10nm的是X线光。附表一四、金线：金线的作用：连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通。金线的纯度为99.99%Au；延伸率为2-6%，金线的尺寸有：0.9mil、1.0mil、1.1mil等。五、环氧树脂（透镜）：环氧树脂的作用：保护Lamp的内部结构，可稍微改变Lamp的发光颜色，亮度及角度；使Lamp成形。封装树脂包括：A胶（主剂）、B胶（硬化剂）、DP（扩散剂）、CP（着色剂）四部份组成。其主要成分为环氧树脂（EpoxyResin）、酸酐类（酸无水物Anhydride）、高光扩散性填料（Lightdiffusion）及热安定性染料（dye）六、模条：模条是Lamp成形的模具，一般有圆形、方形、塔形等。支架植得深浅是由模条的卡点高低所决定。模条需存放在干净及室温以下的环境中，否则会影响产品外观不良。1、在不通电的情况下。怎样分辫LED灯珠发什么颜色的光？2、大功率led灯珠烧掉的原因？3、LED灯珠发黄的原因及解决方法。4、LED灯珠漏电现象是怎么造成的？5、LED灯珠光衰大与哪些因素有关？不通电的情况下，对无色封装的LED是没有办法分辨发什么颜色的光的，如果为了在购买时挑选方便，建议备一只3V的纽扣电池，在挑选时用该电池可方便的检查出LED发什么光。a.上下各有两根纯金灯丝，叫做金线，做导电用，两根正极，两根负极，真正好的产品会有第五根线，焊在齐纳管上，起保护作用的。b.灯丝变短就表示这个等已经被大电流烧掉了，相当于断路了。c.大功率1W的驱动电流在350mA左右，工作电压在3.2-3.6V之间，使用时请一定要注意，过大的电流一定会烧坏灯珠的。d.一般LED灯都需配有驱动，很少有直接就220V使用的，一定要接上驱动才能接到220V电源上。LED外封胶发黄原因多半为环氧树酯与固化剂不匹配所致，但也不能排除外封胶烘烤时间过长导致。解决方法：购买成套外封胶及固化剂，另注意生产管控，严格按作业指导操作，避免烘烤时间过长或不足等原因，此情况是很好掌握的机台设备未接地，人员未佩戴静电手环。造成的静电防护不当。再就是封装过程中，焊线PAD焊偏，最后就是芯片本身质量隐患问题。a.铁支架导热不