【8A文】LED培训资料

1、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Light Emitting Diode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

2、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130 lm/W，实验室研究成果甚至可达到300lm/W,1、波长：

3、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（）。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

4、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,灯珠,驱动,透镜,基板,外壳,灯头,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3（灯头的直径是3mm），5（灯头直径是是5mm）；或按

5、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3，5，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

6、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chip On board，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

7、.8mm和3.2*1.6mm.其材质为纤维板，表面镀铜/镍/金(812u“) 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LED Lamp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(i)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

8、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。,附表一,三、芯片（晶片）,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

9、。,F、亮度（IV）：指光源的明亮程度。单位换算：1cd=1000mcd G、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：nm H、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。,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（Epoxy Resin）、酸酐类（酸无水物 Anhydride）、高光扩散性填料（Light diffusion）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。,LED灯珠几个常见的问题：,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？,LED灯珠几个常见的问题：,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。,a.铁支架导热不良。 b.环氧树酯黄化。 c.芯片与支架接触不够紧密。 d.芯片衰减大。 如果是白光，还有荧光粉衰减的问题。,LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LE

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