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1、LED 产品介绍 一，发光二极管 1. 定义 1：注入一定的电流后，电子与空穴不段流过 PN 结或与之类似的结构面， 并进行自发辐射光的二级管半导体器件。 2. 定义 2：在半导体 P-N 结或与其类似结构上通以正向电流时，能发谢可见或非 可见辐射的半导体发光器件。二，发光原理 50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二级管产生 于 1960 年。LED 是英文 light emitting diode （发光二极管）的缩写， 他的基本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， 蓝后四周用 环氧树脂 密封，起到保护内部芯线的作用，说以 LED 的抗震性能

2、好。 发光二级管的核心部分是由 P 型半导体组成的晶片， 在 P 型半导体和 N 型半导体之间有一个过渡层，称为 PN 结。在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载流 子复合时会会把多余的能量以光的型式释放出来，从而 把电能直接转换为光能。 结合加反向电压， PN 少数载流 子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理 制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。当他处于正向 工作状态时（即两端加上正向电压） ，电流从 LED 阳极 流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色 的光线，光的强弱与电流有关。 三， LED 优点 LED 的内在特征决定了它具有很多优点，诸如： 1.体积小

3、 LED 基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，说以他非常小，非常轻 2.耗电量低 LED 耗电相当低，直流驱动，超低功能（单管 0.03-0.06 瓦） ，电光功率转换接 近 100%。一般来 说 LED 的工作电压是 2-3.6W ,工作电流是 0.02-0.03A；这就说，它 的耗能的电能不超过 0.1W，相同照，明效果比传统光源节能 80%以上。 3.使用寿命长 有人称 LED 光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内地也没有 松动的部分，不 存在灯丝发光易烧.热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下， 使用寿命可达 6 万到 10 万小时，比传统光源寿命长 10 倍以

4、上。 4.亮高度.低热量 LED 使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。 五 、 环保 LED 是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时 LED 也 可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射， 眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源 六 、 坚固耐用 LED 被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也 没有松动的部分，使得 LED 不易损坏。 LED 灯 七 、 多变幻 LED 光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜 色具有 256 级灰度并任意混合， 即可产生 25625625616777216 种颜

5、色， 形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 八 、 技术先进 与传统光源单调的发光效果相比，LED 光源是低压微电子产品。它成功 融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等， 所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖” 技术，具有在线 编程、无限升级、灵活多变的特点。 LED 分类 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。 根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二 极管还可分成有色透明、无

6、色透明、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 发光管出光面特征分 、 按发光管出光面特征分圆灯、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 2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm 及 20mm 等。 国外通常把 3mm 的发光二极管记作 T-1；把 5mm 的记作 T-1（3/4 ） ；把 4.4mm 的 记作 T-1（1/4） 。 由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。 从发光强度角分布图来分有三类： （1）高指向性。一般为尖头环氧封装，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，具有很高的指向性，

7、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 2045 。 （3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为 4590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普通亮度的 LED（发光强度 100mcd） ；把发光强度在 10100mcd 间的叫高亮度发光二极管。 一般 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（亮度与普通发光

8、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。 LED 应用于路灯有先天优势和劣势一、优势在于： 第一，LED 作为点光源，如果设计合理，很大程度上可以直接解决传统球状光源 必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题； 第二，对光照射面的均匀度可控，理论上可以做到在目标区域内完全均匀，这也 能避免传统光源 “灯下亮”现象中的光浪费； 第三，色温可选，这样在不同场合的应用中，也是提高效率、降低成本的一个重 要途径； 第四，技术进步空间依然很大。 二、劣势(影响路灯推广应用的因素) 有： 当前价格还太高，光通量低，当前同等照度设计的 LED 光源价格大约相当于传 统光源的

9、4 倍(不过在路灯产品中，光源部分占总成本并不高，所以在工程安装中的 成本提高比例也不会太高，应用的空间还是比较大的)，在民用中难以承受。当前设 计和制造标准比较混乱，损坏比例高，影响了 LED 的寿命优势 编辑本段 LED 应用的相关产品 1.LED 景观：LED 硬灯条，LED 柔性灯带，LED 数码管，LED 流星雨，LED 投 光灯，LED 洗墙灯，LED 点光源，LED 吸顶灯，LED 埋地灯，LED 水下灯； 2.LED 室内：LED 日光的，LED 射灯，LED 球泡灯，LED 路灯，LED 天花灯， LED 柜台灯； 3.LED 交通； LED 球泡灯 4.LED 汽车灯饰；

10、5.LED 广告/指示； 6.LED 显示屏，LED 等其它。 产品“贵 的三大原因 编辑本段 LED 产品 贵 ”的三大原因 1.国内企业没有核心技术 1. 国内企业没有核心技术 LED 行业的上游的绝大部分核心专利被国外的厂商所掌握。目前，我们没有掌握 核心技术， 尽管我们 LED 应用产品制造能力在全球占到 50%,份额占到 50%,但利润却 是最低的一环。 LED 芯片随工艺、数量增长采用更大尺寸晶圆片制作工艺，会不断的降低成本， 近年来每年在 20%速度降低，LED 芯片价格因数中，要将光效的提升也计入价格降低 中，同样的价格购买了更好的产品。LED 照明灯具的成本主要在 LED 芯

11、片，只要芯 片价格降下来，LED 的流明单价能降到与现阶段的节能灯相当，室内照明就自然遍地 开花。LED 芯片还大有降价空间。 2.LED 应用产品散热难结构设计在灯具中大概占 20%,一直以来中国勤劳人民都会定价很低， 20%成本认 为很合理，最大的问题是怎样更有创新，设计更合理。 散热成本要维持在 5%,实际散热设计很简单，把住两个方向：一是，LED 芯片与 外散热器件路径越短越好，越短你的散热设计就越好；二是，散热阻力，就是要有足 够的散热传到路径同时也要有足够的散热道路 .这部分成本主要在结构，用于散热成 本并不多。 3.LED 应用电源管理 灯具最薄弱的环节， 电源是 LED 灯具最

12、薄弱的环节 ， 严重滞后 LED 灯具 发展， 品质有待提高 有待提高。 发展 ， 品质 有待提高 。 现在设计占灯具成本的 LED 封装 技术介绍 1.扩晶，把排列的密密麻麻的晶片弄开一点便于固晶。 2.固晶， 在支架底部点上导电/不导电的胶水 (导电与否视晶片是上下型 PN 结还是 左右型 PN 结而定）然后把晶片放入支架里面。 3.短烤，让胶水固化焊线时晶片不移动。 4.焊线，用金线把晶片和支架导通。 5.前测，初步测试能不能亮。 6.灌胶，用胶水把芯片和支架包裹起来。7.长烤，让胶水固化。 8.后测，测试能亮与否以及电性参数是否达标。 9。分光分色，把颜色和电压大致上一致的产品分出来。

13、 10，包装。20%左右 ，有些高 。随着 技术发展 电源大 ，包装 。 左右， 技术发展电源大 左右 有些高。随着技术发展 最为合理。 概在 5-10%最为合理 。 LED 的重要参数释疑 最为合理 1.正向工作电流 If： 它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择 IF 在 0.6IFm 以下。 2.正向工作电压 VF： 参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在 IF=20mA 时 测得的。发光二极体正向工作电压 VF 在 1.43V 。在外界温度升高时，VF 将下降。 3.V-I 特性： 发光二极体的电压与电流的关系，在正向电压正小于某一值（叫

14、阈值）时，电流 极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。 4.发光强度 IV： 发光二极体的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发 光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683 ）W/sr 时，则发光 1 坎德拉（符号为 cd） 。 由于一般 LED 的发光二强度小，所以发光强度常用烛光( 坎德拉, mcd)作单位。5.LED 的发光角度： -90- +90 6.光谱半宽度 ?: 它表示发光管的光谱纯度。 7.半值角 1/2 和视角： 1/2 是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。8.全形： 根据 LED 发光立体角换算出的角度

15、，也叫平面角。 9.视角： 指 LED 发光的最大角度，根据视角不同，应用也不同，也叫光强角。 10.半形： 法向 0与最大发光强度值/2 之间的夹角。严格上来说，是最大发光强度值与最大 发光强度值/2 所对应的夹角。LED 的封装技术导致最大发光角度并不是法向 0的光 强值，引入偏差角，指得是最大发光强度对应的角度与法向 0之间的夹角。 11.最大正向直流电流 IFm： 允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。 12.最大反向电压 VRm： 所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极体可能被击穿损坏。 13.工作环境 topm: 发光二极体可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度

16、范围，发光二极体将 不能正常工作，效率大大降低。14.允许功耗 Pm: 允许加于 LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。 超过此值， LED 发热、损坏。 12 编辑本段 LED 焊接技术要求及操作注意事项 1、生产时一定要戴防静电手套，防静电手腕，电烙铁一定要接地，严禁徒手触 摸白光 LED 的两只引线脚。因为白光 LED 的防静电为 100V,而在工作台上工作湿度 为 60%-90%时人体的静电会损坏发光二极体的结晶层，工作一段时间后（如 10 小时） 二极体就会失效（不亮） ，严重时会立即失效。 2、焊接温度为 260，3 秒。温度过高，时间过长会烧坏芯片。为了更好地保护

17、LED,LED 胶体与 PC 板应保持 2mm 以上的间距，以使焊接热量在引脚中散除。 20mA,电压的微小波动 电压的微小波动（ 0.1V） 3 、 LED 的正常工作电流为 20mA, 电压的微小波动 （ 如 0.1V ） 都将引起 电流的大幅度波动（ 10%-15%） 。因此， ） 。因此 电流的大幅度波动 （ 10% - 15% ） 。 因此 ， 在电路设计时应根据 LED 的压降配 对不同的限流电阻， 处于最佳工作状态 工作状态。 对不同的限流电阻 ，以保证 LED 处于最佳 工作状态 。电流过大 ，LED 会缩短 寿命，电流过小 ，达不到所需光强。 分光分色， 寿命 ，电流过小，达

18、不到所需光强 。 一般在批量供货时会将 LED 分光分色 ， 光强、 电压、 光色都是的， 并在分光色表上注明。 即同一包产品里的 LED 光强 、 电压 、 光色都是的 ， 并在分光色表上注明 。 LED 透镜填充硅胶过程 3.1 基材表面应该清洁干燥。可以加热去除基材表面的湿气；可以用石脑油、甲 基乙基酮肟（MEK）或其它合适的溶剂清洗基材表面。不应该使用对基材有溶解或腐 蚀的溶剂，不应该使用有残留的溶剂。 3.2 按照推荐的混合比例A:B = 1:1 重量比） 准确称量到清洁的玻璃容器中， （ ， 并充分混合均匀。使用高速的搅拌设备混合时，高速搅拌产生的热量有可能使胶的温 度升高，从而缩

19、短使用时间。 3.3 在 10mmHg 的真空下脱出气泡。一般在分配封装材料之前脱出气泡。根据需 要在分配后也可以增加脱气泡的程序。 3.4 为保证胶料的可操作性，A 、B 混合后请在 60 分钟内用完。 3.5 最佳固化条件为在 25下固化， 3-4 小时开始固化，完全固化需要 24 小时； 亦可在 50加热 60min 固化。当固化温度低于 25时，适当延长固化时间或者提高 固化温度有助于产品的完全固化。 产业链构成? 编辑本段 LED 产业链构成 LED 产业链大致可以分为五个部分。一、原材料。二、LED 上游产业，主要包 括外延材料和芯片制造。三、LED 中游产业，主要包括各种 LED

20、 器件和封装。四、 LED 下游产业，主要包括各种 LED 的应用产品产业。五、测试仪器和生产设备。 关于 LED 上游、中游和下游产业，下面将有详细介绍这里重点介绍原材料产业 和测试仪器和生产设备产业。 LED 发光材料和器件的原材料包括衬底材料砷化镓单晶、氮化铝单晶等。它们大 部分是 III-V 族化合物半导体单晶，生产工艺比较成熟，已有开启即用的抛光征供货。 其他原材料还有金属高纯镓，高纯金属有机物源如三甲基镓、三乙基镓、三甲基烟、 三甲基铝等，高纯气体氨、氮氢等。原材料的纯度一般都要在 6N 以上。封装材料有 环氧树脂、ABS、PC、PPD 等。 外延材料的测试仪器主要有 x 射线双晶

21、衍射仪，荧光谱仪、卢瑟福背散射沟 道谱仪等。芯片、器件测试仪器主要有 LED 光电特性测试仪，光谱分析仪等，主要 测试参数为正反向电压、电流特性、法向光强、光强角分布、光通量、峰值波长、主 波长、色光标、显色指数等。生产设备则有 MOCVD 设备、液相外延炉、镀膜机、光 刻机、划片机、全自动固晶机、金丝球焊机、硅铝丝超声压焊机、灌胶机、真空烘箱、 芯片计数仪、芯片检测仪、倒膜机、光色电全自动分选机等。 食人鱼 LED，是一种封装，正方形的，透明树脂封装，四个引脚，负极处有个缺 脚的 LED。食人鱼是散光型的 LED，发光角度大于 120 度，发光强度很高，而且 能承受更大的功率。车用刹车灯转向

22、灯用的比较多。老美一般叫它 eagle-eye led(鹰眼 LED)。据说这种 LED 刚刚诞生的时候立刻引起了大家的关注，其发展 趋势象食人鱼一样凶猛故得此名。 另外一种说法是因为它的形状很像亚马孙河中 的食人鱼。 食人鱼 LED 食人鱼 LED 是 4 只脚的,比一般的 5mmLED 多了两只脚,而且 4 只脚把的发光部分和 电路板焊接地方有一定间距,4 只脚的设计和留有间距就是让食人鱼 LED 的散热比一 般的 LED 要好很多,可以通过的工作电流大一点 ,最大可以 40MA,一般的 LED 是 20MA, 所以比一般的 LED 亮度要高, 缺点就是体积要比普通的 5mmLED 大一点

23、,角度在 90-120 左右,没有其它的角度, 做全彩的 RGB 混光的效果不好 ,没有 5mm 草帽的 LED 好 在小功率 LED 里面食人鱼 LED 是最亮的,但跟大功率的 1W 和 3W.5W 等比较亮 度就算不上什么,食人鱼 LED 用的最多的是在广告字的发光模块 但每种 LED 的都有各自的用处,不能单比亮度,行外人是一味比亮度,行内人是看 参数的配比,看一致性,用的芯片等等 编辑本段补充 编辑本段 补充用在轿车的中网灯和眉灯上，应该用 10MM 的 LED 或者大功率 1W 的 LED 比较 好，都用小角度的，食人鱼没有太小的角度. 编辑本段其他 编辑本段 其他 1、 食人鱼 L

24、ED 的封装工艺 食人鱼 LED 的封装有其特殊性，首先要选定食人鱼 LED 的支架。根据每一个食 人鱼管子要放几个 LED 芯片，需要确定食人鱼支架中冲凹下去的碗的形状大小及深 浅。 在使用支架时要把它清洗干净，并将 LED 芯片固定在支架碗中。经过烘干后把 LED 芯片两极焊好，然后根据芯片的多少和出光角度的大小，选用相应的模粒。在模 粒中灌满胶，把焊好 LED 芯片的食人鱼支架对准模粒倒插在模粒中。待胶干（用烘 箱烘干）后，脱模即可。然后放到切筋模上把它切下来，接着进行测试和分选。食人 鱼 LED 的技术指标与其他方式封装的 LED 的技术指标是一样的。对于多个芯片封装 在一个食人鱼支架

25、上时应考虑有关的热阻，应尽量减小热阻，以延长使用寿命。 由于食人鱼 LED 有四个支脚，因此为了把食人鱼 LED 安装在印制电路板上，应 在其上留有四个洞。因为 LED 的两个电极连在四个支脚上，所以两个支脚连通一个 电极。在安装时要确认哪两个支脚是正极，哪两个支脚是负极，然后进行 PCB 的设 计。 食人鱼封装模粒的形状也是多种多样的，有 3mm 圆头和 5mm 圆头，也有凹型 形状的平头形状。根据出光角度的要求，可选择各种封装模粒。 2、 食人鱼 LED 的应用 食人鱼 LED 越来越受到人们重视，因为它比 5mm 的 LED 要散热好、视角大、 光衰小、寿命长。食人鱼 LED 非常适合制

26、成线条灯、背光源的灯箱和大字体槽中的 光源。 因为线条灯一般用来作为城市高层建筑物的轮廓灯，并且背光源的灯箱广告屏和 大字体的亮灯都是放置高处，如果 LED 灯不亮或变暗，其维修十分困难。由于食人 鱼 LED 的散热好，相对 5mm 的普通 LED，其光衰小、寿命长，因此使用的时间也 会长，这样可以节省可观的维修费用。 食人鱼 LED 也可用做汽车的刹车灯、转向灯、倒车灯。因为食人鱼 LED 的 散热方面有优势，所以可承受 7080mA 的电流。在行使的汽车上，往往蓄电瓶的电 压高低波动较大，特别是使用刹车灯的时候，电流会突然增大，但是这种情况对食人 鱼 LED 没有太大的影响，因此其广泛用于汽车照明中。