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LED灯具专业知识40问答(上)(led灯专业术语)

发布:2024-07-29 浏览:56

核心提示:1.LED 是什么 ?(整理自:深圳LED商会)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 可以直接发出红、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 ,然后四周用环氧树脂密封 ,起到保护内部芯线的作用 ,所以 LED 的抗震性能好 .2.

1.LED 是什么 ?(整理自:深圳LED商会)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 可以直接发出红、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 ,然后四周用环氧树脂密封 ,起到保护内部芯线的作用 ,所以 LED 的抗震性能好 .2.LED 为什么是第四代光源 (绿色照明 )?(整理自:深圳LED商会)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 ?(整理自:深圳LED商会)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.因此它具有一般 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 ?(整理自:深圳LED商会)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 的结温强烈影响着正向电压 VF.5.LED 有哪几种构成方式 ?(整理自:深圳LED商会)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都是用 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 ,目前成本仍然较高。
6.各种颜色的发光波长是多少 ?(整理自:深圳LED商会)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,波长由短到长依次呈现为蓝色、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 ?(整理自:深圳LED商会)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 ?(整理自:深圳LED商会)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 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 ,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普通亮度的 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 ?(整理自:深圳LED商会)1.工艺:a)清洗:采用超声波清洗 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 直接安装在 PCB 上的,一般采用铝丝焊机 .(制作白光 TOP-LED 需要金线焊机)d)封装:通过点胶,用环氧将 LED 管芯和焊线保护起来 .在 PCB 板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求 ,这直接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: 如果背光源是采用 SMD-LED 或其它已封装的 LED , 则在装配工艺之前,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:根据图纸要求,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均匀性是否良好 .1.LED 的封装的任务是将外引线连接到 LED 芯片的电极上,同时保护好 LED 芯片,并且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 封装形式可以说是五花八门 ,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸 ,散热对策和出光效果 .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伤及麻点麻坑( 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 芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约 0.1mm ),不利于后工序的操作。
我们采用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.也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题 .(3).点胶在 LED 支架的相应位置点上银胶或绝缘胶 .( 对于 GaAs、 SiC 导电衬底, 具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶。
对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光 LED 芯片,采用绝缘胶来固定芯片 .)工艺难点在于点胶量的控制,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、使用时间都是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).自动装架自动装架其实是结合了沾胶(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 .自动装架在工艺上主要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 芯片表面的损伤,特别是兰、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 .银胶烧结的温度一般控制在 150℃,烧结时间 2小时 .根据实际情况可以调整到170℃,1小时 .绝缘胶一般 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。
金丝球焊过程则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, 工艺上主要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 .(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, 从而影响着产品质量 .)我们在这里不再累述 .(9).点胶封装 LED 的封装主要有点胶、灌封、模压三种 .基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点 .设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架 .( 一般的 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很高(特别是白光 LED ),主要难点是对点胶量的控制, 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 的封装采用灌封的形式 .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, 一般环氧固化条件在 135℃, 1小时 .模压封装一般在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 .后固化对于提高环氧与支架( PCB )的粘接强度非常重要。
一般条件为 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 采用切筋切断 LED 支架的连筋。
SMD-LED 则是在一片 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,同时根据客户要求对 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. 微信公众号:深圳LED商会10.LED 的基本照明术语有哪些 ?(整理自:深圳LED商会)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 发光体照射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则为百分之八十 .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 ,黑体的温度称为该光源的色温 .光源色温不同 ,光色也不同 ,色温在 3300K 以下有稳重的气氛 ,温暖的感觉; 色温在 3000--5000K 为中间色温 ,有爽快的感觉; 色温在 5000K 以上有冷的感觉 .不同光源的不同光色组成最佳环境 ,如表:色温>5000k: 光色为清凉型(带蓝的白色) ,冷的气氛效果;色温在 3300-5000K :光色为 中间 (白) ,爽快的气氛效果;色温<3300K :光色为 温暖(带红的白色 ) ,稳重的气氛效果 .a. 色温与亮度 高色温光源照射下, 如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛;低色温光源照射下,亮度过高会给人们有一种闷热感觉 .b. 光色的对比 在同一空间使用两种光色差很大的光源,其对比将会出现层次效果,光色对比大时,在获得亮度层次的同时,又可获得光色的层次 .显色性 : 光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性 .显色分两种:忠实显色:能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数 (Ra) 高的光源,其数值接近 100,显色性最好 .效果显色: 要鲜明地强调特定色彩 ,表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果 .由于光线中光谱的组成有差别, 因此即使光色相同, 灯的显色性也可能不同 .灯具效率 (也叫光输出系数 )是衡量灯具利用能量效率的重要标准,它是灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例 .11.LED 色温的特性 ?(整理自:深圳LED商会)色温指的是光波在不同的能量下 ,人类眼睛所感受的颜色变化 .在色温的计算上, 是以 Kelvin 为单位, 黑体幅射的 0Kelvin= 摄氏 -273 ° C做为计算的起点 ,将黑体加热 ,随着能量的提高 ,便会进入可见光的领域,例如 ,在2800 K 时,发出的色光和灯泡相同,我们便说灯泡的色温是 2800K.可见光领域的色温变化 ,由低色温至高色温是由橙红 --> 白 --> 蓝.色温的特性1.在高纬度的地区 ,色温较高,所见到的颜色偏蓝 .2.在低纬度的地区 ,色温较低,所见到的颜色偏红 .3.在一天之中,色温亦有变化,当太阳光斜射时 ,能量被 ( 云层、空气 )吸收较多 ,所以色温较低 .当太阳光直射时 ,能量被吸收较少 ,所以色温较高 .4.Windows 的 sRGB 色彩模型是以 6500 K 做为标准色温 ,以 D65 表示之.5.清晨的色温大约在 4400 K.6.高山上色温大约在 6000 K.不同光源环境的相关色温度光源色温:北方晴空 8000-8500k阴天 6500-7500k夏日正午阳光 5500k金属卤化物灯 4000-4600k下午日光 4000k冷色营光灯 4000-5000k高压汞灯 3450-3750k暖色营光灯 2500-3000k卤素灯 3000k钨丝灯 2700k高压钠灯 1950-2250k蜡烛光 2000k微信公众号:深圳LED商会如何设计好一个硬件电路?灯座E27、MR16、GU10等表示的是什么?开关电源的常见故障和维修技巧如何选择隔离电源或非隔离电源?LED色温的基础知识如何识别LED灯带的质量好坏?

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