培訓(xùn)led基礎(chǔ)知識(shí)白光LED封裝

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1、LED基礎(chǔ)知識(shí)/白光LED封裝陳志忠2007/8/31伯樂(lè)達(dá)做的LED是A級(jí)！江蘇伯樂(lè)達(dá)光電科技有限公司JIangsuBrightOptoelectronicTechnologyCo.Ltd伯樂(lè)達(dá)－Bright！提綱LED基礎(chǔ)知識(shí)LED的概念，LED的發(fā)光原理LED的歷史LED的基本參數(shù)，LED的結(jié)構(gòu)，LED的產(chǎn)品分類(lèi)，LED的產(chǎn)業(yè)鏈，白光LED封裝白光LED的概念，白光LED的優(yōu)點(diǎn)白光LED基本參數(shù)白光LED封裝的基本工藝白光LED的封裝技術(shù)1.1LED基本概念LED是發(fā)光二極管LIGHTEMISSIONDIODE;LIGHTEMITTINGDIODE.LED是通過(guò)半導(dǎo)體PN結(jié)把電能

2、轉(zhuǎn)化成光能的器件+-其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪颡そ刂?、擊穿特性。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(duì)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)合而發(fā)光。量子阱把經(jīng)過(guò)結(jié)區(qū)的電子空穴限制住，提高復(fù)合效率。1.2LED的基礎(chǔ)知識(shí)：基本原理PN結(jié)－》量子阱1.3LED的基礎(chǔ)知識(shí)：歷史1、1965年，全球第一款商用化發(fā)光二極管誕生，效率0.1lm/W,比白熾燈低100倍，售價(jià)45$/只。2、1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進(jìn)展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達(dá)到了1流明/瓦，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃色光。3

3、、1971年，GaP綠色芯片LED。用途：指示用，長(zhǎng)壽命10萬(wàn)小時(shí)，可靠4、80年代AlGaAs技術(shù)使得LED效率達(dá)到10流明/瓦，90年代的AlGaInP技術(shù)使得LED效率達(dá)到100流明/瓦。用途：顯示，信號(hào)用。用于室外的運(yùn)動(dòng)信息發(fā)布以及汽車(chē)的高位剎車(chē)燈。5、1994年，中村修二研制出了第一只GaN基高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管。用途：由于藍(lán)光LED的出現(xiàn)，人們首次實(shí)現(xiàn)紅黃藍(lán)LED的全色顯示，從90年代中期開(kāi)始，許多廣告、體育和娛樂(lè)場(chǎng)所開(kāi)始應(yīng)用LED大屏幕顯示。6、1997年，中村修二和美國(guó)人修博特先后研制出了GaN藍(lán)色發(fā)光二極管激發(fā)黃光熒光粉得到白光LED，效率不足10lm/W。7、200

4、0年，日亞報(bào)道了15lm/W白光LED，8、2003年，日亞報(bào)道的光效達(dá)到60lm/W，2006年3月，其光效達(dá)到100lm/W，9、2006年7月，Cree公司報(bào)道了130lm/W白光LED，10、2006年11月，日亞報(bào)道的光效達(dá)到150lm/W，其效率已經(jīng)超過(guò)節(jié)能燈，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的照明。11、2007年3月，美國(guó)CREE公司光效達(dá)到157lm/W，目前LED的效率向200Lm/W前進(jìn)。1.4.1基本參數(shù)－電學(xué)參數(shù)正向工作電壓Vf@If反向漏電流Ir@Vr功率P=Vf*If測(cè)量方法VfIfIrVr峰值波長(zhǎng)（lp，nm），半峰寬（FWHM，nm）色純度：反應(yīng)了單色光和白光的比例主

5、波長(zhǎng)（ld，nm），視覺(jué)函數(shù)（V（l））1.4.2光學(xué)參數(shù)發(fā)光功率（Po，mW)，光通量（Lf，lm）發(fā)光效率（Le，lm/W）當(dāng)Lf=632∫V（l）Po（l）dl,當(dāng)電功率全部轉(zhuǎn)化成光功率,最大的發(fā)光效率為632lm/W,若藍(lán)光激發(fā)熒光粉或三色LED混合得到白光,其效率小于300lm/W.發(fā)光強(qiáng)度(Iv,Lop，mcd）:單位立體角內(nèi)的光通量.照度(illumination，lm/m2,Lx）:單位面積上光通量，被照表面的明亮情況。亮度（luminance，Cd/m2)：?jiǎn)挝幻娣e上的發(fā)光強(qiáng)度。光源的明亮情況。光通量與光強(qiáng)的關(guān)系LED的光強(qiáng)與角度有關(guān)系，而光通量與角度無(wú)關(guān)；發(fā)光角度為

6、一半光強(qiáng)所夾的角（15o，30o，60o，90o，100o，120o，150o，180o）9006003000300600900LuminousOutput(mcd)若LED作為點(diǎn)光源，光通量F與光強(qiáng)IV的關(guān)系F=IV*2p*（1－cosq1/2)若60度發(fā)光角度光強(qiáng)為2000mcd,則光通量約為1.68lm但是光強(qiáng)隨著角度變化并不是常數(shù)，以上公式只能近似的計(jì)算光通量，實(shí)際的情況是光強(qiáng)隨著角度增大而減少。具體的數(shù)值需要通過(guò)配光曲線計(jì)算得到。1.4.3熱學(xué)參數(shù)與可靠性LED的結(jié)溫定義為L(zhǎng)ED的PN結(jié)的溫度，通常芯片具有很小的尺寸，因此通常把芯片的溫度等效結(jié)溫。結(jié)溫高將使得LED性能變差，

7、失效。影響結(jié)溫的因素：1）不良的器件結(jié)構(gòu)，大的串連電阻發(fā)熱；2）封裝材料的熱阻，大的熱阻導(dǎo)致散熱的困難，材料和導(dǎo)熱途徑；3）發(fā)光效率低下，30％的電能轉(zhuǎn)化成光能，其他轉(zhuǎn)化成電能；4）環(huán)境的溫度和聯(lián)結(jié)材料，工藝。降低結(jié)溫與耐熱封裝材料是高可靠性LED的保證。其他可靠性測(cè)試：恒溫恒濕：高溫高濕測(cè)量其對(duì)高濕環(huán)境下的可靠性高低溫循環(huán)：測(cè)試LED對(duì)晝夜和四季的適應(yīng)性冷熱沖擊：測(cè)試其開(kāi)關(guān)特性高溫工作：加速老化，測(cè)試壽命過(guò)錫試驗(yàn)：深加工耐溫能力大電流老化測(cè)試