大功率LED芯片灯珠灯具及其制程的100个疑难问题及其解答.docx

大功率LED芯片灯珠灯具及其制程的100个疑难问题及其解答1.LED是什么?答LED是英文Light Emitting Diode,即发光二极管,是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光.LED能够直截了当发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光.第一个商用二极管产生于 1960年.它的差不多结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到爱护内部芯线的作用,因此LED的抗震性能好.2.LED什么缘故是第四代光源(绿色照明)?答: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.3.LED的发光机理和工作原理有哪些?答:发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs〔砷化镓〕、GaP〔磷化镓〕、GaAsP〔磷砷化镓〕等半导体制成的，其核心是PN结.因此它具有一样P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性.此外,在一定条件下,它还具有发光特性.在正向电压下,电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。

进入对方区域的少数载流子〔少子〕一部分与多数载流子〔多子〕复合而发光. 4.LED有哪些光学特性?答:1.LED发出的光既不是单色光,也不是宽带光,而是结余二者之间.2.LED光源似点光源又非点光源.3.LED发出光的颜色随空间方向不同而不同.4.恒流操作下的LED的结温强烈阻碍着正向电压VF.5.LED有哪几种构成方式?答: LED 因其颜色不同,而其化学成份不同:如红色 ：铝-铟-镓-磷化物绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物白色和其它色差不多上用RGB三基色按适当的比例混合而成的.LED 的制造过程类似于半导体,但加工的精度不如半导体,目前成本仍旧较高6.各种颜色的发光波长是多少?答:目前国内常用几种颜色的超高亮LED的光谱波长分布为460～636nm,波长由短到长依次出现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色、黄橙色、红色.常见几种颜色LED的典型峰值波长是:蓝色——470nm,蓝绿色——505nm,绿色——525nm,黄色——590nm,橙色——615nm,红色——625nm.7.LED有哪几种封装方式?答:封装方式: 1、引脚式〔Lamp〕LED封装, 2、表面组装〔贴片〕式〔SMT－LED〕封装, 3、板上芯片直装式〔COB〕LED封装, 4、系统封装式〔SiP〕LED封装 5. 晶片键合和芯片键合.8.LED有哪几种分类方法?答:1．按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色〔又细分黄绿、标准绿和纯绿〕、蓝光等.另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片.依照发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色依旧无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透亮、无色透亮、有色散射和无色散射四种类型。

散射型发光二极管和达于做指示灯用.2．按发光管出光面特点分按发光管出光面特点分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等.国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1〔3/4〕；把φ4.4mm的记作T-1〔1/4〕.由半值角大小能够估量圆形发光强度角分布情形.从发光强度角分布图来分有三类：〔1〕高指向性.一样为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂半值角为5°～20°或更小,具有专门高的指向性,可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统.〔2〕标准型.通常作指示灯用，其半值角为20°～45°.〔3〕散射型.这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大.3．按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构.4．按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有一般亮度的LED〔发光强度<10mcd〕；超高亮度的LED〔发光强度>100mcd〕；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管.一样LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下〔亮度与一般发光管相同〕.除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法.9.LED的生产工艺步骤有哪些?答:1.工艺： a)清洗：采纳超声波清洗PCB或LED支架，并烘干. b)装架：在LED管芯〔大圆片〕底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯〔大圆片〕安置在刺晶台上,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上,随后进行烧结使银胶固化. c)压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上，以作电流注入的引线。

LED直截了当安装在PCB上的,一样采纳铝丝焊机.〔制作白光TOP-LED需要金线焊机〕 d)封装：通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线爱护起来.在PCB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求,这直截了当关系到背光源成品的出光亮度这道工序还将承担点荧光粉〔白光LED〕的任务. e)焊接：假如背光源是采纳SMD-LED或其它已封装的LED，那么在装配工艺之前，需要将LED焊接到PCB板上. f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等. g)装配：依照图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置. h)测试：检查背光源光电参数及出光平均性是否良好. 1.LED的封装的任务 是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时爱护好LED芯片，同时起到提高光取出效率的作用.关键工序有装架、压焊、封装. 2.LED封装形式 LED封装形式能够说是五花八门,要紧依照不同的应用场合采纳相应的外形尺寸,散热计策和出光成效.LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等. 3.LED封装工艺流程 4.封装工艺说明 1.芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损害及麻点麻坑〔lockhill〕芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完整.2.扩片 由于LED芯片在划片后依旧排列紧密间距专门小〔约0.1mm〕，不利于后工序的操作。

我们采纳扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm.也能够采纳手工扩张，但专门容易造成芯片掉落白费等不良问题. 3.点胶 在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶.〔关于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采纳银胶关于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采纳绝缘胶来固定芯片.〕 工艺难点在于点胶量的操纵，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求. 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时刻差不多上工艺上必须注意的事项. 4.备胶 和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上.备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺. 5.手工刺片 将扩张后LED芯片〔备胶或未备胶〕安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上.手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品. 6.自动装架 自动装架事实上是结合了沾胶〔点胶〕和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶〔绝缘胶〕,然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上.自动装架在工艺上要紧要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整.在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损害，专门是兰、绿色芯片必须用胶木的。

因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层. 7.烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良.银胶烧结的温度一样操纵在150℃，烧结时刻2小时.依照实际情形能够调整到170℃，1小时.绝缘胶一样150℃，1小时. 银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时〔或1小时〕打开更换烧结的产品，中间不得随意打开.烧结烘箱不得再其他用途,防止污染. 8.压焊 压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作. LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种右图是铝丝压焊的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝金丝球焊过程那么在压第一点前先烧个球，其余过程类似. 压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上要紧需要监控的是压焊金丝〔铝丝〕拱丝形状，焊点形状，拉力. 对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金〔铝〕丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀〔钢嘴〕选用、劈刀〔钢嘴〕运动轨迹等等.〔以下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而阻碍着产品质量.〕我们在那个地点不再累述. 9.点胶封装 LED的封装要紧有点胶、灌封、模压三种.差不多上工艺操纵的难点是气泡、多缺料、黑点.设计上要紧是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架.〔一样的LED无法通过气密性试验〕如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。

手动点胶封装对操作水平要求专门高〔专门是白光LED〕，要紧难点是对点胶量的操纵，因为环氧在使用过程中会变稠.白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题. 10.灌胶封装 Lamp-LED的封装采纳灌封的形式.灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型. 11.模压封装 将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化. 12.固化与后固化 固化是指封装环氧的固化，一样环氧固化条件在135℃，1小时.模压封装一样在150℃，4分钟. 13.后固化 固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化.后固化关于提高环氧与支架〔PCB〕的粘接强度专门重要一样条件为120℃，4小时. 14.切筋和划片 由于LED在生产中是连在一起的〔不是单个〕,Lamp封装LED采纳切筋切断LED支架的连筋SMD-LED那么是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作. 15.测试 测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时依照客户要求对LED产品进行分选. 16.包装 将成品进行计数包装.超高亮LED需要防静电包装.10.LED的差不多照明术语有哪些?答:常用照明术语光通量： 符号 Φ，单位 流明 Lm,说明 发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量 光强：符号 I，单位 坎德拉 cd，说明 发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量 照度：符号 E，单位 勒克斯 Lm/m2，说明 发光体照耀在被照物体单位面积上的光通量 亮度：符号 L，单位 尼脱 cd/m2，说明 发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量 光效：单位 每瓦流明 Lm/w，说明 电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示 平均寿命：单位 小时，说明 指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数 经济寿命：单位 小时，说明 在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至一特定的小时数。

此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室内的光源如日光灯那么为百分之八十. 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。