LED柔性灯带生产工艺流程 - 图文

LED辞典

led基础知识 2008-11-18 11:16:29 阅读7 评论0 字号：大中小 SMD LED surface-mount device LED。表面粘着型LED。

表面粘着型LED的出现是在1980年初，是因应更小型封装和工厂自动化而生。初期厂商裹足不前，主要因素是表面粘着LED最早面临的问题是无法完成高温红外线下焊锡回流的步骤。LED的比热较IC低，温度升高时不仅会造成亮度下降，且超过摄氏100度时将加速组件的劣化。LED封装时使用的树脂会吸收水分，这些水分子急速汽化时，会使原封装树脂产生裂缝，影响产品效益。在1990年初，HP和Siemens Component Group合作开发长分子键聚合物，作为表面粘着型LED配合取放机器的设计，表面粘着型LED到此才算正式登场

LED Light Emitting Diode。发光二极管。 LED为通电时可发光的电子组件，是半导体材料制成的发光组件，材料使用III- V族化学元素（如：磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等），发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，透过电子与电洞的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达成发光的效果，属于冷性发光，寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于：无须暖灯时间(idling time)、反应速度很快(约在10^-9秒)、体积小、用电省、污染低、适合量产，具高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或数组式的组件，适用范围颇广，如汽车、通讯产业、计算机、交通号志、显示器等。

LED又可以分成上、中、下游。从上游到下游，产品在外观上差距相当大。上游是由磊芯片形成，这种磊芯片长相大概是一个直径六到八公分宽的圆形，厚度相当薄，就像是一个平面金属一样。LED发光颜色与亮度由磊晶材料决定，且磊晶占LED制造成本70%左右，对LED产业极为重要。上游磊晶制程顺序为：单芯片(III-V族基板)、结构设计、结晶成长、材料特性/厚度测量。

中游厂商就是将这些芯片加以切割，形成为上万个晶粒。依照芯片的大小，可以切割为二万到四万个晶粒。这些晶粒长得像沙滩上的沙子一样，通常用特殊胶带固定之后，再送到下游厂商作封装处理。中游晶粒制程顺序为：磊芯片、金属膜蒸镀、光罩、蚀刻、热处理、切割、崩裂、测量。而，下游封装顺序为：晶粒、固晶、粘着、打线、树脂封装、长烤、镀锡、剪脚、测试。

国内主要的LED生产厂商有：鼎元、光磊、国联、亿光等企业。 红外线发光二极管 红外线Light Emitting Diode。

主要以GaAs系列材料发展为主，通常以LPE液相磊晶法的方法制作，发光波长从850~940不等。 GaP 磷化镓。

磷化镓，是Ⅲ-Ⅴ族（三五族）元素化合的化合物。GaP是一种间接迁移型半导体，具有低电流、高效率的发光特性，可发光范围函盖红色至黄绿色，为LED主要使用材料之一。

GaN 氮化镓。

氮化镓，是Ⅲ-Ⅴ族元素化合的化合物。GaN使MOVPE制作技术，可制作高亮度纯蓝光LED及纯绿光LED，更可应用于蓝光、绿光雷射二极管之制作。MOVPE虽已是一成熟的磊晶制作技术，但以此技术制作GaN蓝光LED其中仍须相当的专业知识、经验和技巧

AlInGaP 磷化铝铟镓。

AlInGaP此材料是近年来用在高亮度LED之制造上较新的材料，使用MOVPE磊晶法制程。目前世界上仅有三家厂商供应此产品的公司，即美国HP、日本Toshiba、台湾国联光电。

AlGaAs 砷化铝镓。

为GaAs和AlAs的混晶。AlGaAs适合于制造高亮度红光及红外线LED，主要以LPE磊晶法量产，但因需制作AlGaAs基板，技术难度高。

反向粘着型薄芯片LED reverse mounting type 薄芯片LED。

此种芯片可粘着在穿式印刷电路板上，减少LED所占的厚度。主要可用作可携式电话按键之背光源。 侧面发光直角LED

此种LED芯片是从最上层面发光，但可将发光面旋转一个面焊接。侧面发光直角LED有超小型和高亮度两种，超小型是用于LCD背光源、呼叫器、行动电话；高亮度型是用作汽、机车第三剎车灯和户外显示器。

直角表面粘着型LED灯泡 SIDELED。

直角表面粘着型LED灯泡不需额外的光学件或反射器，焊接后光线的行径路线可与各电路板平行，使工程人员在设计时有较大的弹性，因而可在设计的后段再加上此产品，而不需事先考虑。产品可应用在自动安全断电开关、背光源和光导管等，用作电话和数据处理系统的指示灯。

可见光LED 可见光Light Emitting Diode。

LED(发光二极管)的种类繁多，依发光波长大致分为可见光与不可见光两类。可见光LED产品主要包括传统LED、高亮度AlGaInP(磷化铝镓铟)红、黄、橘光 LED及InGaN(氮化铟镓)蓝、绿光LED、以及白光LED。其产品以显示用途为主，又以亮度一烛光(1 cd)作为一般LED和高亮度LED之分界点。一般LED广泛应用于各种室内显示用途；高亮度LED后者则适合于户外显示，如汽车第三煞车灯、户外信息看板和交通号志等。

不可见光LED 不可见光Light Emitting Diode。

LED(发光二极管)的种类繁多，依发光波长大致分为可见光与不可见光两类。不可见光LED，波长850至1550奈米，其短波长红外光可作为红外线无线通讯使用，如红外线LED应用在影印纸张尺寸检知、家电用品遥控器、工厂自动检测、自动门、自动冲水装置控制等；长波长红外光，则应用在中、短距离光纤通讯上，作为光通讯用光源。

GaN LED 氮化镓发光二极管。

GaN LED是属于直接能隙之半导体材料， 其能隙为3.4ev， 而AlN为6.3ev， InN为2.0ev，将这几种材料做成混晶时，可以将能隙从2.0ev连续改变到6.3ev，因此可以获得从紫外线、紫光、蓝光、绿光到黄光等范围的颜色。

目前最成功的GaN组件有高亮度蓝光及绿光LED，因GaN高亮度蓝光、绿光LED的开发成功，使得户外全彩LED显示器及LED交通号志得以实现，各种 LED的应用也更加广泛。以高亮度蓝光LED激发萤光物质（phospher）可以产生白光，其低耗电及高寿命的特性，未来有可能取代一般照明用的白炽灯泡，GaN LED的市场潜力十分雄厚。

OLED OELD。Organic Electro-Luminescence Display。有机电激发光。

透过电流驱动有机薄膜来发光，其发光可为单独的之红色、蓝色、绿色，甚至是全彩。由于OLED所使用的有机化合物材料会自行发光，因此不像LCD面板后方须要加上背光源，可以大幅降低耗电、简化制程、使面板厚度变薄。OLED的特点为具有自发光、广视角、响应速度快、低耗电量、对比强、亮度高、厚度薄、可全彩化，及动画显示等，被认为是极具潜力的平面显示技术。国内目前有铼宝、光磊、东元激光、翰立光电等厂商投入。

室内用LED显示看板

LED显示看板不管尺寸大小，都是由单一组件的LED加以拼装而成，LED的单一组件，来自下游封装好的点矩阵式的LED，或是单位模块 Cluster，再由显示看板的厂商将这些单一组件，依照各种不同的需求，组装成各种大型的看板，加上控制电路，然后到各施工地点安装测试。

室内用的LED 显示看板，因观看的距离近，所以要求的分辨率较高，一般是使用点矩阵式模块，因室内的环境较稳定，所以比较不需要做防水防护装置及散热等措施，施工方面比较容易。

户外用LED显示看板

LED显示看板不管尺寸大小，都是由单一组件的LED加以拼装而成，LED的单一组件，来自下游封装好的点矩阵式的LED，或是单位模块Cluster，由显示看板的厂商将这些单一组件，依照各种不的需求，组装成各种大型的看板，加上控制电路，然后到各施工地点安装测试。

户外LED看板，观看距离较远，分辨率要求相对的较低，但对亮度、可见度及耐候性的要求都比较高，所以在户外的施工上比较需要考虑散热和防水等问题。

大型LED显示屏

大型LED显示屏需要组合不同的元组件与技术，一家厂商很难完全自产自足，因此外围产业的分工十分重要。大型LED显示屏需要的元组件包括：Driver IC、LED Cluster、Power Supply、Cable及机械框架等；技术方面的需求包括：防静电设计、电力配电规划、驱动线路设计、驱动软件设计、机械结构设计（散热、视角、支撑、遮阳、防潮等考量）以及亮度、色度的测试技术等。

UV LED紫外线二极管

UV LED（紫外线发光二极管）照明不仅可净化空气、节约能源，并可望取代现有的萤光灯与白热灯等照明装置，加上过去仅及405nm的波长带最近扩大到200nm，预期应用范围将大幅扩大到杀菌、废水处理、除臭、医疗、皮肤病治疗、辨识伪钞与环境Sensor等领域。

光通量 (Luminous flux,Φ)单位为：流明 (lumen, lm)由一光源所发射并被人眼感知之所有辐射能称之为光通量。 光强度 (luminous intensity, I )光源在某一方向立体角内之光通量大小。单位：坎德拉 (candela, cd) 照度 (Illuminance, E)单位：勒克斯 (Lux, lx)照度是光通量与被照面之比值。1 lux之照度为1 lumen之光通量均匀分布在面积为一平方米之区域。 辉度 (Luminance, L)单位：坎德拉每平方米 (cd/㎡)一光源或一被照面之辉度指其单位表面在某一方向上的光强度密度，也可说是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。

发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)?

是一种藉外加电压激发电子而放射出光(电能→光)的光电半导体组件。发光现象属半导体中的直接发光(没有第三质点的介入)。整个发光现象可分为三个过程(直接发光)：

价电带的电子受外来的能量(顺向偏压)，被激发至导电带，并 同时于价电带遗留一个电洞，形成电子-电洞对。 受激发的电子于导电带中，与其它质点碰撞(散射)，损失部份能量，而接近导电带边缘。 一旦导电带边缘的电子于价电带觅得电洞时，电子即从导电带边缘，经由陷阱中心(释放热能)或发光中心(释放光能)，回到价电带与电洞复合，电子-电洞对消 失。

因为LED主要是电子经由发光中心与电洞复合而发光，所以是一种微细的固态光源，不但体积小、寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，而且能够配合轻、薄和小型化之应用设备的需求，成为日常生活中十分普遍的产品。

利用各种化合物半导体材料及组件结构之变化，设计出不同的LED。依其发光波长分为可见光、不可见光(红外光、紫外光)。

可见光：有红、橙、黄、绿、蓝、紫等各种颜色，主要以显示用 途为主。又以亮度1烛光 (cd) 作为一般亮度和高亮度之分界点。一般亮度LED广泛应用于各种室内显示用途；高亮度LED则适合于户外显示，如：汽车第三煞车灯、户外信息看板和交通号志 等。 不可见光：短波长红外光可作为红外线无线通讯使用；长波长红外光则使用在中、短距离光纤通讯上，作为光通讯用光源。

使用的材料基本上已大致决定LED所释出的波长，其中，适合制作1000mcd以上之高亮度LED的材料，由长波长而短波长，分别为AlGaAs（砷化铝镓）、AlGaInP（磷化铝铟镓）及GaInN（氮化铟镓）等。 AlGaAs（砷化铝镓）适合于制造高亮度红光及红外线 LED，主要以液相磊晶(LPE)法进行量产，使用双异质接面构造(DH)为主，但因为须制作AlGaAs基板，技术的困难度很高，故投资开发的厂商较 少。 AlGaInP（磷化铝铟镓）适合于高亮度红、橘、黄及黄绿光LED，主要以金属有机气相磊晶(MOVPE)法进行量产，使用双异质接面(DH)及量子井 (QW)构造，效率更为提高。且由于AlGaInP红光LED在高温与高湿环境下，其寿命试验结果优于AlGaAs红光LED，未来有成为红光LED主流 的趋势。

GaInN（氮化铟镓）适合于高亮度深绿、蓝、紫及紫外光 LED，以高温的金属有机气相磊晶(MOVPE)法进行量产，也采用双异质接面 (DH)及量子井(QW) 构造，效率比前述的 AlGaAs、AlGaInP 更高。全球各大厂均已积极投入相关材料组件技术之研发，并有所突破。

白光LED，乃是日本日亚公司利用蓝光LED加上黄色萤光材料构成的，其光电转换效率于 1998年4月已提升至15流明/瓦，比传统灯泡略高，若以常见照明灯具之开发历程来看，白光LED极有机会成为未来于照明产业之明星产品。

LED设计之初，主要是利用于家用电器品显示器，广告看板或装饰用。但由于其具有固定波长及操作方便等特点，已逐渐利用于植物生产研究上。1987年开始有学者利用LED固定波长特性，应用在植物向地性，型态改变及病害发生上的研究。日本千叶大学古在（Kozai）教授研究室将其应用在组织瓶苗的生产研究上。预计未来在光研究上将有极大应用价值。当然，目前LED亮度和价格仍未达实用化阶段，不过，由于极具市场潜力，各方面研究正急速的展开，LED势必成为提供植物生长的新兴光源。

外延片生长 外延生长的基本原理是，在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有红宝石和SiC两种）上，气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。

MOCVD金属有机物化学气相淀积（Metal- OrganicChemicalVaporDeposition，简称 MOCVD）， 1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多 学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于GaN（氮化镓）系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光 二极管芯片的制造，也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。

LED柔性灯带生产工艺流程

led灯带加工技术二(贴片led) 2008-11-18 12:30:26 阅读46 评论0 字号：大中小

柔性LED灯带，也就是FPC灯带的生产流程如下：

1、印刷锡膏。先把锡膏回温之后进行搅拌，然后放少量在印刷机钢网上，量以刮刀前进的时候锡膏到刮刀的3/2处为佳。第一次试印刷后要注意观察FPC上LED焊盘位置的锡膏是否饱满，有没有少锡或多锡，还要注意有没有短路的情况。这一关非常关键，把关不严就会造成后面的品质不良。

2、贴片。把印刷好的FPC放在治具上，自动送板到贴片位置。贴片机的程序是事先编制好的，只要第一片板贴装没有问题的话，后面就会很稳定的生产下去。这里需要注意的就是LED的极性、贴片电阻的阻值不要搞混就好了，另外需要注意的就是贴装的位置不要偏移。

3、中间检查环节。需要注意检查LED灯带上LED的极性（有无反向）、贴装有没有偏移、有无短路、电阻阻值是否正确等。

4、回流焊接。这里需要注意的是回流的温度一定要控制好，太低了锡膏熔化不了，会出现冷焊；太高了FPC容易起泡。还有就是预热的温度要适当，太低助焊剂挥发不完全，回流后有残留，影响外观；太高会造成助焊剂过早挥发掉，造成回流时虚焊现象，同时有可能会产生锡珠。

5、成品检查。这里需要检查产品的外观，看有无焊接不良、锡珠、短路等等。然后就是电气检查，测试产品的电气性能是否完好，参数是否正确。

6、包装。LED灯带的包装一般是5米每卷，采用防静电防潮包装袋进行包装。包装时有附件的还要注意把附件包装进去，以免到客户处因缺少附件而不能使用。

LED柔性灯带组装技巧

led灯带加工技术二(贴片led) 2008-11-18 12:29:26 阅读19 评论0 字号：大中小

柔性LED灯带因为线路板是采用的柔性线路板，也就是我们通常所说的FPC。因为FPC本身软、薄（一般厚度为0.15~0.2mm)，所以在组装的时候难度就很大。

1、印刷的难度。因为FPC太软，也太薄，所以定位就成了问题。以前很多人是用双面胶来固定，但这样作业的弊病是印刷完之后很难取下来，影响生产的效率和品质。再后来有人采用了治具，利用治具固定FPC的边来实现定位，这样虽然比用双面胶要进步一些，但因为采用边定位不是很精确（FPC太软，会跑位），也是会影响品质。后来就采用了自沾性硅胶来做治具，利用硅胶的自沾性实现FPC的平贴与定位，效率和品质都得到了保证。

2、贴片的难度。因为LED灯带一般都比较长，大部分是50CM长，最短的也有30cm，一般的贴片机行程都不够，如果采用贴完一半再换过来贴另一半的话，就会影响效率，同时因为移动了定位，所以贴片的精度也得不到保证。目前能够一直贴完的自动贴片机好像只有JUKI的2050、2060可以。

3、回流的难度。因为FPC灯带长，加上薄，而无铅锡膏的回流温度又很高，这就会造成FPC过热而翘曲，影响LED的贴装位置从而影响产品品质，而如果把回流温度调低又达不到焊接的熔点而影响焊接效果。一般的做法是用治具，有LED的地方在治具下方开孔，使回流温度针对需要焊接的地方加热，而其他地方则因治具的阻隔而降低温度，不会产生翘曲影响焊接精准度。

4、返修的难度。因为FPC比较薄，因此耐高温的时间就比较短。LED灯带如果在前面生产的过程中产生了不良品需要返修的话，就需要注意烙铁的温度（不能超过300度）和焊接是时间（不能超过5秒），否则就会造成FPC起泡，一起泡整个产品就报废了。所以维修的时候控制这两个环节很关键，维修人员的技巧掌握也很关键。

以上是LED灯带在贴片组装过程中的一些技巧和注意事项。

LED灯带生产中的防立碑技巧

led灯带加工技术二(贴片led) 2008-11-18 12:27:26 阅读9 评论0 字号：大中小

LED灯带在贴片过回流的时候，经常会产生LED立碑（即原件竖立）现象。如何来防止这一不良现象呢？ 在谈到防止立碑的对策之前，先来了解一下立碑的成因。立碑是因为回流焊接时，元件两端受到的焊锡熔化后产生的应力不均匀而迫使元件朝向受力较大的一方倾斜，在回流完之后就产生了立碑现象。而产生元件受力不均匀的原因有几种：

1、焊盘不均匀：一边大一边小，造成回流时受热不均而产生受力不均。

2、元件与焊盘不匹配：元件小，焊盘大。造成焊锡熔融时分布不均匀而产生差应力。 3、印锡过多：焊锡过多造成回流时元件浮高，因冷却不一致而造成立碑

4、回流温度设定不当：预热时间过短，助焊剂没有充分挥发，活性剂没有充分润湿焊盘而造成回流后立碑 5、贴装时元件偏移过大：贴装时元件偏移过大会造成回流时焊锡的自适应力降低，不能把元件拉回焊盘而造成立碑。

6、锡膏分布不均匀：印刷时焊盘锡膏一边多一边少，导致回流后焊锡少的一边缺少拉应力而造成立碑。 明白了立碑的原因，下面再来讲防止的对策：

1、钢网开口：解决焊盘不均匀与元件不匹配的问题。钢网开口取内凹形或半圆形，焊盘小的开满，焊盘大的开90%左右，以焊锡熔化后能涂满焊盘为宜。

2、钢网厚度：解决印刷锡膏过厚的问题。一般开0.13~0.15mm厚度，过薄不利于焊锡饱满，过厚则容易产生锡珠和立碑。

3、回流温度：预热区设定温度以时间在120~150妙为宜，温度无铅以180~210之间为宜。 4、贴装偏移：回流前检查元件偏移量，以不超过焊盘宽度的1/3为基准。

5、印刷后检查锡膏印刷量和印刷效果，避免出现漏印和少锡现象。 LED灯带的锡珠及其控制方法

led灯带加工技术二(贴片led) 2008-11-18 12:26:57 阅读12 评论0 字号：大中小

LED灯带跟其他的产品一样，也会产生锡珠。锡珠的危害在于可能在用户使用的过程中造成短路而产生烧毁产品和引起火灾的隐患。如何防止锡珠的发生呢？照例，还是先谈一下锡珠的形成。

1、锡膏回温时间不够：锡膏一般在使用前需要回温4个小时，以保证锡膏能够回到室温状态，避免因回温时间不够而产生水分，过炉时锡膏里的水分受热爆出而产生锡珠。

2、FPC受潮：FPC受潮后会因为含有水分而在过炉的时候受热蒸发，引起熔化后的焊锡迸溅而形成锡珠。 3、焊锡过多：LED灯带上焊盘的焊锡过多会在回流时因LED的挤压而造成焊锡溢出至焊盘外而形成锡珠。 4、温度设定不当：预热时间过短，回流温升太快，造成焊锡里的助焊剂来不及挥发掉而受热串出，引起焊锡迸溅而形成锡珠。

明白了成因，再来谈一下解决对策。

1、锡膏充分回温，制定锡膏回温管理制度，确保回温时间。 2、烘烤FPC.把FPC置于80度的烤箱内烘烤3到4个小时。 3、开钢网：按焊盘比例的95%开口，厚度开0.13~0.15mm

4、回流温度设定预热温度控制在180~210之间，时间控制在150~180妙之间，焊接温度设定在235~245之间，时间控制在5~10妙之间。

1、LED电学特性

1.1 I-V特性 表征LED芯片pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。 如左图：

(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。

（2）正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系

IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流 。

V＞0时，V＞VF的正向工作区IF 随VF指数上升 IF = IS e qVF/KT （3）反向死区 ：V＜0时pn结加反偏压

V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。

（4）反向击穿区 V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V＜- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。 1.2 C-V特性

鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。

C-V特性呈二次函数关系（如图2）。由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。 1.3 最大允许功耗PF m

当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF×IF

LED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。若结温为Tj、外部环境温度为Ta，则当Tj＞Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量（功率），可表示为P = KT（Tj – Ta）。

1.4 响应时间

响应时间表征某一显示器跟踪外部信息变化的快慢。现有几种显示LCD（液晶显示）约10-3~10-5S，CRT、PDP、LED都达到10-6~10-7S（us级）。

① 响应时间从使用角度来看，就是LED点亮与熄灭所延迟的时间，即图中tr 、tf 。图中t0值很小，可忽略。 ② 响应时间主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。

LED的点亮时间——上升时间tr是指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始，一直到发光亮度达到正常值的90%所经历的时间。

LED 熄灭时间——下降时间tf是指正常发光减弱至原来的10%所经历的时间。

不同材料制得的LED响应时间各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其响应时间＜10-9S，GaP为10-7 S。因此它们可用在10~100MHZ高频系统。 2 LED光学特性

发光二极管有红外（非可见）与可见光两个系列，前者可用辐射度，后者可用光度学来量度其光学特性。 2.1 发光法向光强及其角分布Iθ

2.1.1 发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。

2.1.2 发光强度的角分布Iθ是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺（包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否） ⑴ 为获得高指向性的角分布（如图1） ① LED管芯位置离模粒头远些； ② 使用圆锥状（子弹头）的模粒头； ③ 封装的环氧树脂中勿加散射剂。

采取上述措施可使LED 2θ1/2 = 6°左右，大大提高了指向性。 ⑵ 当前几种常用封装的散射角（2θ1/2角）圆形LED：5°、10°、30°、45° 2.2 发光峰值波长及其光谱分布

⑴ LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。

LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。

下图绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得LED光谱响应曲线。其中

LED 光谱分布曲线

1蓝光InGaN/GaN 2 绿光 GaP:N 3 红光 GaP:Zn-O 4 红外GaAs 5 Si光敏光电管 6 标准钨丝灯

① 是蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰λp = 460～465nm； ② 是绿色GaP:N的LED，发光谱峰λp = 550nm；

③ 是红色GaP:Zn-O的LED，发光谱峰λp = 680～700nm； ④ 是红外LED使用GaAs材料，发光谱峰λp = 910nm； ⑤ 是Si光电二极管，通常作光电接收用。

由图可见，无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，

此波长叫峰值波长，用λp表示。只有单色光才有λp波长。 ⑵ 谱线宽度：在LED谱线的峰值两侧±△λ处，存在两个光强等于峰值（最大光强度）一半的点，此两点分别对应λp-△λ，λp+△λ之间宽度叫谱线宽度，也称半功率宽度或半高宽度。 半高宽度反映谱线宽窄，即LED单色性的参数，LED半宽小于40 nm。

⑶ 主波长：有的LED发光不单是单一色，即不仅有一个峰值波长；甚至有多个峰值，并非单色光。为此描述LED色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的，由LED发出主要单色光的波长。单色性越好，则λp也就是主波长。

如GaP材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，它会随着LED长期工作，结温升高而主波长偏向长波。

2.3 光通量

光通量F是表征LED总光输出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。F为LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关。随着电流增加，LED光通量随之增大。可见光LED的光通量单位为流明（lm）。 LED向外辐射的功率——光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。目前单色LED的光通量最大约1 lm，白光LED的F≈1.5~1.8 lm（小芯片），对于1mm×1mm的功率级芯片制成白光LED，其F=18 lm。 2.4 发光效率和视觉灵敏度

① LED效率有内部效率（pn结附近由电能转化成光能的效率）与外部效率（辐射到外部的效率）。前者只是用来分析和评价芯片优劣的特性。

LED光电最重要的特性是用辐射出光能量（发光量）与输入电能之比，即发光效率。

② 视觉灵敏度是使用照明与光度学中一些参量。人的视觉灵敏度在λ = 555nm处有一个最大值680 lm/w。若视觉灵敏度记为Kλ，则发光能量P与可见光通量F之间关系为 P=∫Pλdλ ； F=∫KλPλdλ ③ 发光效率——量子效率η=发射的光子数/pn结载流子数=（e/hcI）∫λPλdλ 若输入能量为W=UI，则发光能量效率ηP=P/W

若光子能量hc=ev,则η≈ηP ，则总光通F=（F/P）P=KηPW 式中K= F/P ④ 流明效率：LED的光通量F/外加耗电功率W=KηP

它是评价具有外封装LED特性，LED的流明效率高指在同样外加电流下辐射可见光的能量较大，故也叫可见光发光效率。

以下列出几种常见LED流明效率（可见光发光效率）：

LED发光颜色 λp（nm） 材料 可见光发光效率（lm/w） 外量子效率 最高值 平均值

红光 700660650 GaP:Zn-OGaAlAsGaAsP 2.40.270.38 120.50.5 1~30.30.2 黄光 590 GaP:N-N 0.45 0.1

绿光 555 GaP:N 4.2 0.7 0.015~0.15 蓝光 465 GaN 10

白光 谱带 GaN+YAG 小芯片1.6，大芯片18

品质优良的LED要求向外辐射的光能量大，向外发出的光尽可能多，即外部效率要高。事实上，LED向外发光仅是内部发光的一部分，总的发光效率应为

η=ηiηcηe ，式中ηi向为p、n结区少子注入效率，ηc为在势垒区少子与多子复合效率，ηe为外部出光（光取出效率）效率。

由于LED材料折射率很高ηi≈3.6。当芯片发出光在晶体材料与空气界面时（无环氧封装）若垂直入射，被空气反射，反射率为（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反射出的占32%，鉴于晶体本身对光有相当一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。

为了进一步提高外部出光效率ηe可采取以下措施：① 用折射率较高的透明材料（环氧树脂n=1.55并不理想）覆盖在芯片表面；② 把芯片晶体表面加工成半球形；

③ 用Eg大的化合物半导体作衬底以减少晶体内光吸收。有人曾经用n=2.4~2.6的低熔点玻璃[成分As-S(Se)-Br(I)]且热塑性大的作封帽，可使红外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率提高4~6倍。 2.5发光亮度

亮度是LED发光性能又一重要参数，具有很强方向性。其正法线方向的亮度BO=IO/A，指定某方向上发光体表面亮度等于发光体表面上单位投射面积在单位立体角内所辐射的光通量，单位为cd/m2 或Nit。

若光源表面是理想漫反射面，亮度BO与方向无关为常数。晴朗的蓝天和荧光灯的表面亮度约为7000Nit（尼特），从地面看太阳表面亮度约为14×108Nit。

LED亮度与外加电流密度有关，一般的LED，JO（电流密度）增加BO也近似增大。另外，亮度还与环境温度有关，环境温度升高，ηc（复合效率）下降，BO减小。当环境温度不变，电流增大足以引起pn结结温升高，温升后，亮度呈饱和状态。 2.6寿命

老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。器件老化程度与外加恒流源的大小有关，可描述为Bt=BO e-t/τ，Bt为t时间后的亮度，BO为初始亮度。 通常把亮度降到Bt=1/2BO所经历的时间t称为二极管的寿命。测定t要花很长的时间，通常以推算求得寿命。测量方法：给LED通以一定恒流源，点燃103 ~104 小时后，先后测得BO ，Bt=1000~10000，代入Bt=BO e-t/τ求出τ；再把Bt=1/2BO代入，可求出寿命t。

长期以来总认为LED寿命为106小时，这是指单个LED在IF=20mA下。随着功率型LED开发应用，国外学者认为以LED的光衰减百分比数值作为寿命的依据。如LED的光衰减为原来35%，寿命＞6000h。 3 热学特性

LED的光学参数与pn结结温有很大的关系。一般工作在小电流IF＜10mA，或者10~20 mA长时间连续点亮

LED温升不明显。若环境温度较高，LED的主波长或λp 就会向长波长漂移，BO也会下降，尤其是点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响应专门设计散射通风装置。

LED的主波长随温度关系可表示为λp（ T′）=λ0（T0）+△Tg×0.1nm/℃

由式可知，每当结温升高10℃，则波长向长波漂移1nm，且发光的均匀性、一致性变差。这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意用散热好的灯具外壳或专门通用设备、确保LED长期工作。

造成LED灯具价格差异的原因

led基础知识 2008-11-18 12:25:57 阅读14 评论0 字号：大中小 不同廠商選用不同品質的LED是造成LED燈飾價錢不同的重要原因。由於價格戰日益激烈，外觀、結構、功能幾乎一樣的產品，價格差異卻有2-3倍，很多用戶一時被弄昏頭腦，不知價差從何而來，一般不生產LED發光管的LED燈飾廠商都很難區別，何況消費者。

所以，選用自己有良好的LED生產來源，或者是擁有完善LED檢測設備的LED燈飾廠會比較好，這樣買來的LED燈具產品會更有保障。

我們來看看有哪些因素造成LED燈具的價格差異：

1、亮度

LED的亮度不同，價格不同。用於LED燈具的LED應符合雷射等級Ⅰ類標準。 2、抗靜電能力

抗靜電能力強的LED，壽命長，因而價格高。通常抗靜電大於700V的LED才能用於LED燈飾。 3、波長

波長一致的LED，顏色一致，如要求顏色一致，則價格高。沒有LED分光分色儀的生產商很難生產色彩純正的產品。

4、漏電電流

LED是單向導電的發光體，如果有反向電流，則稱為漏電，漏電電流大的LED，壽命短，價格低。 5、發光角度

用途不同的LED其發光角度不一樣。特殊的發光角度，價格較高。如全漫射角，價格較高。 6、壽命

不同品質的關鍵是壽命，壽命由光衰決定。光衰小、壽命長，壽命長，價格高。 7、LED晶粒

LED的發光體為晶片，不同的晶片，價格差異很大。日本、美國的晶片較貴，台廠與中國本土廠商的LED晶粒價格低於日、美。 8、晶片大小

晶片的大小以邊長表示，大晶片LED的品質比小晶片的要好。價格同晶片大小成正比。 9、膠體

普通的LED的膠體一般為環氧樹脂，加有抗紫外線及防火劑的LED價格較貴，高品質的戶外LED燈飾應抗紫外線及防火。

LED照明燈飾市場還存在部分非法之徒，欺騙供應商，騙取供應商材料生產成品，以不正常低價出售成品換取現金。也有少數LED燈飾廠商以不切實際的承諾欺騙經銷商及用戶，然後用不斷更改商號或負責人的伎倆來推卸責

LED產業近來在全球得到突飛猛進的發展，特別是裝飾燈具，更是如火如荼，廣泛地用於樓體輪廓、橋樑、廣場等市政亮化工程，以及各旅館、KTV、酒店、遊樂場等娛樂場所。LED燈飾產品主要組成部分是：LED發光二極體、PCB電路板、外殼。這三種材料構成了燈飾產品的主體，也基本決定了燈飾產品的材料品質。

以下對三種材料的選型對燈飾產品的影響做一簡單說明。

1、LED發光二極體

發光二極體的亮度是由LED晶片裸芯亮度和燈體封裝外形決定的，它的壽命是由LED晶片工作環境和品質決定的。這裏要特別說明的是，現在LED燈飾產品所用的LED晶片標準尺寸一般為：紅色、黃色12mil，藍色、綠色14mil，但也有用8-10 mil晶片的。不同尺寸的晶片發光亮度可以一樣，但其壽命就完全不一樣，因為單位面積晶片的過電量越大其壽命越短，這也是同樣亮度發光二極體價格不一樣的原因。

2、PCB電路板

電路板作為光源的載體直接影響的燈具的壽命和故障率。LED燈飾產品的所有電子線路都在PCB電路板上，它的材質和加工工藝將直接影響產品的品質和壽命。電路板材質分為全玻纖、半玻纖、紙板三種。LED燈飾產品的標準材料應為全玻纖雙面板，如採用半玻纖或紙板單面板其後期焊接品質和防潮、抗老化能力以及電性都將大打折扣。

3、外殼

外殼作為燈具產品的混光層和保護層，也影響到燈具產品的效果和壽命。現在所用的工程朔料一般是PC（聚碳酸脂），它的抗老化、防紫外線、抗衝擊效果是最好的。也有用PMMA（亞克力）的，其耐候性稍差一點，且脆

性較大易碎。PC材料本身是無色的，根據需要添加不同的色劑就可加工出不同顏色的PC管。一般常用PC管為透明和乳白兩種。透明管亮度較乳白色高，但乳白色混色性優於透明管。

LED灯带的锡珠及其控制方法

led灯带加工技术二(贴片led) 2008-11-18 12:26:57 阅读14 评论0 字号：大中小

LED灯带跟其他的产品一样，也会产生锡珠。锡珠的危害在于可能在用户使用的过程中造成短路而产生烧毁产品和引起火灾的隐患。如何防止锡珠的发生呢？照例，还是先谈一下锡珠的形成。

1、锡膏回温时间不够：锡膏一般在使用前需要回温4个小时，以保证锡膏能够回到室温状态，避免因回温时间不够而产生水分，过炉时锡膏里的水分受热爆出而产生锡珠。

2、FPC受潮：FPC受潮后会因为含有水分而在过炉的时候受热蒸发，引起熔化后的焊锡迸溅而形成锡珠。 3、焊锡过多：LED灯带上焊盘的焊锡过多会在回流时因LED的挤压而造成焊锡溢出至焊盘外而形成锡珠。 4、温度设定不当：预热时间过短，回流温升太快，造成焊锡里的助焊剂来不及挥发掉而受热串出，引起焊锡迸溅而形成锡珠。

明白了成因，再来谈一下解决对策。

1、锡膏充分回温，制定锡膏回温管理制度，确保回温时间。 2、烘烤FPC.把FPC置于80度的烤箱内烘烤3到4个小时。 3、开钢网：按焊盘比例的95%开口，厚度开0.13~0.15mm

4、回流温度设定预热温度控制在180~210之间，时间控制在150~180妙之间，焊接温度设定在235~245之间，时间控制在5~10妙之间。

LED灯带让你的汽车闪耀个性

led应用技术 2008-11-18 12:27:26 阅读7 评论0 字号：大中小

LED灯带在汽车装饰的应用上还处于初级阶段，现在还没有几款车上面有用LED灯带做装饰的。那么，就让我们一起来打造你的个性汽车吧。

第一步、刹车灯。现在国内大部分的汽车刹车灯都是在尾部偏下，那就让我们来个个性的刹车灯吧。把LED灯带按你喜欢的图案或者字样做好成型，有多余或不够的灯带怎么办？没有关系，可以任意剪断、也可以任意连接，不影响成形也不会产生浪费。做好后粘贴在汽车后你认为最佳的位置，然后把电源并联在刹车灯的电源上。这样，当你一踩刹车的时候，你的个性刹车发光字或发光图案就自动显现出来了，可以是单色发光，也可以是红、绿、蓝、白四色轮流闪光，就跟交通红绿灯一样，是不是很有意思。

第二步、底盘装饰。想不想让你的汽车底盘变得绚丽多姿，想就来吧。把LED灯带按你的设想粘贴固定好，电源连接到汽车的点火电源上。这样，当你在行驶中或紧急停车时，你的漂亮的汽车底盘就开始发光了，如果有紧急情况，还可以用底盘的红光来示警和求援呢，是不是很好啊。

第三步、车内装饰。是不是看腻了汽车内部的灯光？是不是嫌车内的灯光不够亮？没有关系，LED灯带可以帮你忙。把LED灯带按自己的设计位置粘贴固定好，然后接上电源，最好是跟汽车音响链接。这样，你就可以享受车内的高亮灯光和色彩缤纷的视觉享受，感受一下车内PARTY的气氛。

总之，你可以用LED灯带把你的小车装扮成迎新娘的花车一般漂亮，如果怕交警找麻烦的话，可以让它该亮的时候亮，该灭的时候灭，嘿嘿。。是不是很刺激啊。

不过提醒一下，装饰归装饰，如果说会产生安全隐患的话就舍弃掉，不要为了追求个性而忽略了安全这个最重要的环节。

LED不良分析技术指导

led基础知识 2008-11-18 12:43:26 阅读10 评论0 字号：大中小 一、常温测试IR、VF、亮度、波长。

二、分别在不同环境(常温、高温85℃、低温-40℃)下点亮,确认芯片整体色泽及其是否被点亮。 三、1、将确定好之不良样品从正面洗开进行分析。 除去芯片以上胶体（ 注:不可破坏芯片与铝线）

表面涂上一层A胶,置于显微镜下观察胶体、芯片、银胶、焊点有无不良。

用小刀除去部份固晶(焊线)金道及 芯片铝垫以上胶体.（ 注:不可破坏焊点及芯片铝垫）

探针检查 ：

A.测量PIN脚与焊线(固晶)点是否导通。 B.测量固晶点与焊线点是否导通。 C.测量固晶点与芯片铝垫是否会亮。

2、从侧面洗开分析

将样品从侧面洗开研磨至芯片与第二焊点前面位置。置于显微镜下观察有无不良情形。 继续研磨至芯片1/3在第二焊点前停住。再放置显微镜下观察有无不良情形。 探针检查

A.测量金线与第一(第二)焊点是否导通。 B.测量金线与固晶点(焊线点)是否导通 。 C.测量固晶点与银胶是否导通。 D.测量银胶与铝垫是否会导通。 E.测量铝垫与焊点是否导通。

F.测量第二焊点与PCB金道是否导通。

3、再放置显微镜下查看银胶、焊点、铝垫与芯片有无剥离情形。 四、以上发现不良均需拍照片且电性测试要有数据。

LED动感发光字在高楼中的应用优势

led应用技术 2008-11-18 12:45:26 阅读7 评论0 字号：大中小

由于LED节能的特点，LED已经进入城市亮化工程，不少标志性景观、亮化工程、照明夜景都开始使用LED这一类五色斑斓的节能固体新光源。传统的城市亮化非常耗电，一般是采用建筑物的被动发光，其耗电量非常大。如果采用LED主动发光的方式进行亮化，其耗电量仅为被动发光亮化方式的1/20。

LED光源动感发光字以文字或标识的外观形式，安装在楼宇顶部或墙面，利用led作为发光光源，选用高亮led芯片，利用控制系统，对文字或标识进行动态视频控制独特的设计使传统的户外广告有了全新的可能，其色彩的丰富性大大超越传统霓虹灯的限制，再加之相对省电的特性，以及led寿命超长，大幅度的降低了维修的成本支出。

未来户外广告标识市场，led技术会与霓虹灯相互补充，led光源以其节能、寿命长等显著优点，在户外广告照明中充当越来越重要的角色。内置led光源的立体发光字具有极佳的视觉感染力，色彩柔和，动感效果丰富。同时led采用低电压运行，安全可靠，在使用寿命和维护成本方面，相对于霓虹灯等其它光源来说具有无可比拟的优势。与霓虹灯相比较，LED光源动感发光字不是由呈现条构造的灯管组成，而是由分别独立控制的LED灯点阵组成，因此变化极其丰富。又不同于灯箱、路牌和磁翻板的被动发光，而是采取单点主动发光，因此显示效果更均匀。采用先进的通讯控制技术，LED光源动感发光字系统全部由半导体电路控制，因此不会出现像磁翻板那种机械故障的可能性。同时控制电压在5至12伏特之间，使用相当安全。

目前的霓虹灯字由于功耗高，故障率高及发光转换率低的缺点，已不能被广大客户所接受。LED光源动感发光字具有发光亮度高、显示效果炫丽多变、寿命长且非常节能等特点，将被这一领域的用户所认可。简单来说，LED光源动感发光字具有以下几个优点：

1.高亮度。产品亮度超过目前其它所有照明设备。

2.防风，防水，防尘可全天候运行，不受恶劣气候条件影响。

3.强有力的视觉冲击力。色彩丰富，字体，图案，动画可随意制作。

4.以灵活多变方式代替传统霓红灯及其它室内外标牌，照明系统。

5.节能省电，运营成本低。产品功耗小，只有传统霓虹灯的十分之一。

3.光强和发光角

无论是应用于显示或照明工程的LED，其光强及其空间分布都是十分重要的参数。LED灯的定向发光特性，对于某些局部或定向照明往往会达到非常好的照明效果。LED的发光强度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量：

I= dΦ/dΩ（cd）

光强分布曲线如图1所示，是表示LED发光在空间各方向的分布状态。在照明应用中计算工作面的照度均匀性和LED灯的空间布置，光强分布是最基本的数据。对于空间光束为旋转对称型分布的LED，用一个过光束轴平面上的曲线表示即可。对光束为椭圆形分布的LED，则用过光束轴及椭圆形长短轴的两个垂直平面上的曲线来表示。对于非对称的复杂图形，一般用过光束轴的六个以上截面的平面曲线来表示。

发光角（或光束角）通常用半强度角θ1/2表示，即在光强分布图中光强大于等于峰值光强1/2时所包含的光束角度。

4. 光谱功率分布

LED的光谱功率分布表示辐射功率随波长的变化函数，它既确定了发光的颜色，也确定了它的光通量以及它的显色指数。通常用相对光谱功率分布S(λ)表示，如图2所示。光谱功率沿峰值两边下降到其值的50％时，所对应的两个波长之差Δλ＝λ2-λ1，即为光谱带宽。

5. 色品坐标

任何一种光源的颜色均可以用CIE1931XYZ色度系统中的一个坐标点(x,y)来表示，如图3所示。

对于彩色LED，用主波长和色纯度则更能直观地表达发光的颜色特性。LED的主波长表明了颜色的色调，而色纯度则代表了该颜色的鲜艳程度。

照明用LED的色品坐标的容差范围目前还没有相关的标准。建立几种规格的LED色度范围以及相应的容差，对于统一LED的色度及在照明领域的推广使用具有十分重要的意义，就目前的技术现状，照明用LED存在三种技术：

1)兰光芯片，外面涂覆兰光激发的黄绿荧光粉，为了降低色温或改善显色性，可再加入适量的红色荧光粉； 2)紫外光芯片，紫外光激发红、绿、兰几种混合荧光粉发光；

3)红、绿、兰三种芯片的组合，通过不同面积或电流的芯片组合，得到各种色温的白光LED。

照明用LED的颜色均匀性及色度漂移是比较明显的一个问题，尤其是兰光芯片加荧光粉的LED，由于芯片上的荧光粉层不均匀，温度引起的波长偏移及光衰、光输出用封装窗口材料对不同颜色光的色散等，不同方向的光束可能存在较明显的色差。而红、绿、兰芯片组合的白光LED也存在类似问题，温度对不同芯片的影响，芯片光衰的不一致及封装材料对不同颜色芯片的色散等等，都会造成色度的不均匀和漂移。因此在照明用LED制造过程中，必须从设计到生产，工艺各个环节，对上述问题都要严格控制。 6.色温和显色指数

对于白光LED等发光颜色基本为―白光‖的光源用色品坐标可以准确地表达该光源的表观颜色。但具体的数值很难与习惯的光色感觉联系在一起。人们经常将光色偏橙红的称为―暖色‖，比较炽白或稍偏兰的称为―冷色‖，因此用色温来表示光源的光色会更加直观。

光源的发光颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，则称黑体的温度为该光源的色温(color temperature) T，单位为开(K)。对于白光LED，其发光颜色往往与各种温度下的黑体（完全辐射体）的色品坐标都不可能完全相同，这时就不能用色温表示。为了便于比较，而采用相关色温(CCT)的概念。也就是当光源的色品与完全辐射体在某一温度下的色品最接近，即在1960CIE-UCS色品图上的色品差最小时，则该完全辐射体的温度称为该光源的相关色温R1。

用于照明工程的LED，尤其是白光LED，除表现颜色外，更重要的特性往往是周围的物体在LED光照明下所呈现出来的颜色与该物件在完全辐射（如日光）下的颜色是否一致，即所谓的显色特性。

1974年CIE推荐了用―试验色‖法来定量评价光源显色性的方法，它是测量参照光源照明下和待测光源照明下标准样品的总色位移量为基础来规定待测光源的显色性，用一个显色指数值来表示。CIE规定用完全辐射体或标准照明体D作为参照光源，并将其显色指数定为100，还规定了若干测试用的标准色样。

根据在参照光源下和待测光源下，上述标准色样形成的色差来评定待测光源显色性的好坏。光源对某一种标准色样品的显色指数称为特殊显色指数R1。 R1=100-4.6△Ei

式中△Ei为第i号标准色样在参照光源下和待测光源下的色差。

CIE推荐的标准色样共有14种。其1-8号为中等饱和度、中等明度的常用代表性色调样品，第9至14号样品包括红、黄、绿、蓝等几种饱和色、欧美的皮肤色和树叶绿色。在一些特殊场合使用的LED光源，必须考核其特殊的显色指数。1985年国家制定了―光源显色性评价方法‖标准，并增加了中国人女性肤色的色样，作为第十五种标准色样。这对于评价在电视演播室、商场、美容场所等照明用LED光源的显色性尤为重要。 光源对前8个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数Ra

超高亮度LED的应用

led应用技术 2008-11-18 10:42:11 阅读2 评论0 字号：大中小 3．1．1汽车信号指示

汽车指示灯在车的外部主要是方向灯、尾灯和刹车灯；在车的内部主要是各种仪表的照明和显示。超高亮度LED用于汽车指示灯，与传统的白炽灯相比，具有许多优点，在汽车产业中有着广泛的市场。LED能够经受较强的机械冲击和震动。平均工作寿命（MTBF）比白炽灯泡高出几个数量级，远远高出汽车本身的工作寿命，因此LED刹车灯可封装成一个整体，而不必考虑维修。透明衬底AlGaAs和AlInGaPLED与带有滤光片的白炽灯

泡相比具有相当高的流明效率，这样，LED刹车灯和方向灯就能够在较低的驱动电流下工作，典型的驱动电流只有白炽灯的1/4。较低的功率还可降低汽车内部线路系统的体积和重量，同时还可减小集成化的LED信号灯的内部温升，允许透镜和外罩使用耐温性能较低的塑料。LED刹车灯的响应时间为100ns，比白炽灯的响应时间短，这样便给司机留下了更多的反应时间，从而提高了行车的安全保证。汽车的外部指示灯的照度及颜色均有明确规定。汽车的内部照明显示虽不像外部信号灯那样受到政府有关部门的控制，但汽车的制造者对LED的颜色及照明度有要求。GaPLED早已用于车内，超高亮度AlGaInP和InGaNLED由于在颜色和照明度上可满足制造者的要求，因而将更多地取代车内白炽灯。从价格上看，尽管LED灯与白炽灯相比还是较贵的，但从整个系统来看，二者的价格并没有明显的差别。随着超高亮度TSAlGaAs和AlGaInPLED实用化的发展，最近几年价格一直在不断降低，今后降低的幅度还会更大。

3．1．2交通信号指示

用超高亮度LED取代白炽灯，用于交通信号灯、警示灯、标志灯现已遍及世界各地，市场广阔，需求量增长很快。根据美国交通部门1994年的统计，美国安装交通信号灯的十字路口有26万个，每个十字路口至少要有12个红色、黄色、蓝绿色信号灯。许多十字路口还有一些附加的转变标志和跨越马路的人行横道警示灯。这样，每个十字路口可能有20个信号灯，而且要同时发光。由此可推算出美国全国约有1.35亿个交通信号灯。目前采用超高亮度LED取代传统的白炽灯降低电力损耗已取得明显效果。日本每年在交通信号灯上的耗电量约为100万千瓦，采用超高亮度LED取代白炽灯后，其耗电量仅为原来的12％。

对交通信号灯，每个国家的主管部门都要制定相应的规范，规定信号的颜色、最低的照明强度，光束空间分布的图样以及对安装环境的要求等。尽管这些要求是按白炽灯编写的，但对目前采用的超高亮度LED交通信号灯基本上是适用的。

LED交通信号灯与白炽灯相比，工作寿命较长，一般可达到10年，考虑到户外恶劣环境的影响，预计寿命要减少到5年～6年。目前超高亮度AlGaInP红、橙、黄色LED已实现产业化，价格也比较便宜，若用红色超高亮度LED组成的模块取代传统的红色白炽交通信号灯头则可将因红色白炽灯突然失效给安全造成的影响降低到最低程度。一般LED交通信号模块由若干组串联的LED单灯组成，以12英寸的红色LED交通信号模块为例，在3组～9组串联的LED单灯，每组串联的LED单灯数为70个～75个（总数为210个～675个LED单灯），当有一个LED单灯失效时，只会影响一组信号，其余各组减小到原来的2/3（67％）或8/9（89％），并不会像白炽灯那样使整个信号灯头失效。

LED交通信号模块存在的主要问题是造价仍然显得高些，以12英寸的TS－AlGaAs红色LED交通信号模块为例，最早应用于1994年，其造价为350＄，而到1996年，性能更好的12英寸的AlGaInPLED交通信号模块，造价为200＄。预计不会很久，InGaN蓝绿色LED交通信号模块的价格将可与AlGaInP相比。白炽交通信号灯头的造价虽低，但耗电量大，一个直径为12英寸的白炽交通信号灯头的耗电量为150W，横过马路人行道的交通警示灯的耗电量为67W，据计算，每个十字路口的白炽信号灯每年的耗电量为18133kWh，折合每年的电费为1450＄；然而，LED交通信号模块非常省电，每个8英寸～12英寸的红色LED交通信号模块的耗电量分别为15W和20W，十字路口拐弯处的LED标志可用箭头开关显示，耗电量仅有9W，据计算，每个十字路口每年可省电9916kWh，相当每年节省电费793＄。按每个LED交通信号模块的平均造价为200＄计，红色LED交通信号模块仅用其节省的电费，3年后即可收回最初的成本造价，并开始不断得到经济回报。因此目前使用AlGaInPLED交通信息模块，尽管造价显得高些，但从长远看，还是合算的。

3．2大屏幕显示

大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一个巨大市场，包括图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等；无源显示一般采用翻牌的方法。LED显示曾一直受到LED本身性能和颜色的限制。如今，超高亮度AlGaInP、TS－AlGaAs、InGaNLED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色，可完全满足全色大屏幕显示的要求。LED显示屏可按像素尺寸装配成各种结构，小像素直径一般小于5mm，单色显示的每个像素用一个T－1（3/4）的LED灯，双色显示的每个像素为双色的T－1（3/4）的LED灯，全色显示则需要3个T－1红、绿、蓝色灯，或者装配一个多芯片的T－1（3/4）的LED灯作为一个像素。大像素则是通过把许多T－1（3/4）红、绿、蓝色LED灯组合在一起构成的。用InGaN(480nm)蓝、InGaN(515nm)绿和AsAlGaAs(637nm)红LED灯作为LED显示的三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有较大的颜色范围，包括蓝绿、绿红等，与国际电视系统委员会（NTSC）规定的电视颜色范围基本相符。

3．4固体照明灯

全色超高亮度LED的实用化和商品化，使照明技术面临一场新的革命，由多个超高亮度红、蓝、绿三色LED制成的固体照明灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而且还可以发出亮度可达几十烛光到一百烛光的白色，成为照明光源。最近，日本日亚公司利用其InGaN蓝光LED和荧光技术，又推出了白光固体发光器件，其色温为6500K，效率达每瓦7.5流明。对于相同发光亮度的白炽灯和LED固体照明灯来说，后者的功耗只占前者的10％～20％，白炽灯的寿命一般不超过2000小时，而LED灯的寿命长达数万小时。这种体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、耐各种恶劣条件的固体光源必将对传统的光源市场带来冲击。尽管这种新型照明固体光源的成本依然偏高，但可以应用于一些特殊场合，如矿山、潜水、抢险、军用装置的照明等。从长远看，如果

超高亮度LED的生产规模进一步扩大，成本进一步降低，其节能和长寿命的优势足以弥补价格偏高的劣势。超高亮度LED将有可能成为一种很有竞争力的新型电光源。

1、为避免产品于运输及储存中吸湿,以铝袋包装防潮处理。 2、储存条件

2.1经铝袋包装保存之产品请于以下条件存放。温度:5~28℃,湿度:60%RH以下。

2.2 开封后的处理

1) 开封后48hr内于以下环境条件使用(焊锡)温度:5~28℃,湿度:60%RH以下

2) 开封后长期不使用的场所,要用防潮箱保存,另外再使用有效的干燥剂放入铝袋内并加以封装,保存条件同2-2.1)同,并于14天内使用。

3) 超出14天期间,须做以下烘烤处理才可使用(请以限一次)。

烘烤条件:?装带情形下温度:60℃ 时间:90~100hr?产品单体状态下(散装或PCB上) 温度110℃ 时间:10hr

3.使用注意事项

焊锡条件相关说明

1) reflow焊锡注意事项

于焊锡时加热用红外线回焊炉等会使树脂局部温度上升,请将温度控制在三、1)项的条件内,操作中不可向其实施加应力以免内部结构损坏,请于操作前确认生产条件再使用。

2) 手工焊接作业

焊接时请以260℃ 3秒钟内进行,同三、2)一样加工时不可施以应力。

3) 清洗一般情况请使用免洗型的助焊剂进行焊锡,在必须使用水清洗或于水中用超声波清洗者。请先以少量试验确定没有问题再作业。

备注:?用超声波清洗,零件性能可能会受到来自各方参数的影响而产生变异。

如:洗凈槽的尺寸,超声波能量、时间、板材的大小、料件的扱取方式等,所以开始实施前,先小量的清洗,投入生产线试做没异常后,再予以后续大量的清洗。

?因产品体积小,所以以过度的压力会产生破损。 ?装配后的运输方式,拿取要十分小心。

4)请设计对LED不施加逆电压,过电流。

照明级白光LED的驱动与应用

led应用技术 2008-11-18 10:38:11 阅读3 评论0 字号：大中小 为了保证照明级

超高亮LED的驱动功能与应用

led驱动技术 2008-11-18 10:49:11 阅读4 评论0 字号：大中小

在简要介绍超高亮LED的特点以及特性的基础上，详细介绍了LED的电阻限流、线性调节器和开关调节器等驱动方式，在此基础上介绍了超高亮LED的驱动芯片MLX10801的功能和应用。并给出了当前主要超高亮LED驱动芯片的主要特点。

照明用LED的光电性能及测试仪器

led应用技术 2008-11-18 10:44:11 阅读6 评论0 字号：大中小 一、前言

发光二极管(LED)是一种把电能直接转换成光的固体器件，它的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统等组成。目前，LED主要用于三大领域：

1) 显示：如指示灯、信号灯、警示灯、显示屏等； 2) 照明：手电筒、矿灯、定向照明灯、辅助照明灯等； 3) 功能辐射：如生物分析、光疗、光固化、植物照明等。 衡量LED光电性能的主要参数如表1所示。

照明用LED与传统光源相比，它有自身的优势和弱点。就目前的LED技术来看，它具有体积小、易集成化、寿命长、耐振动、IP等级高、定向发光、热辐射小等优点。但也存在灯功率低、光通量小、光效不够高、PN结散

热困难、光斑的亮度和色度均匀性差等不足。当然，照明用LED刚刚起步，技术发展的潜力很大。要达到一般照明光源的要求还要经过很多年的努力。

每一种光源都有其自身的特点。无论是白炽灯、荧光灯、金卤灯、无极荧光灯、无汞荧光灯、以及照明用LED，都具有自身特有的光电性能，安全性能、环保性能及性价比。LED在照明的应用中具有很强的潜在优势，应用场合及市场份额会迅速扩大，但也不能片面认为LED将来会完全取代传统光源。随着照明科技的发展，对未来照明光源的评价不仅仅是着眼于光效范畴，还应强调照明效果、光的舒适性、光的生物效应、光的安全性评价，以及环保性能、资源消耗的评价。

由于LED是一个定向辐射光源，带有成像光学系统，而且是带状光谱辐射源，因此在光电性能测试中，往往因测试方法不统一，仪器性能的差别大，操作不规范等等因素，难以得到比较一致、准确的结果。我们根据LED芯片、材料、LED封装、组合LED灯和灯具的各个阶段的不同要求，针对LED特殊的光电特性，对关键的技术问题进行深入的研究和攻关，研制了一系列的LED专用检测设备，并在许多工厂实际应用，取得了较好的效果。 二、 照明用LED的光电性能评价

照明用LED的光电性能主要包括电性能、光安全性能和光色性能等三个方面。 1. 电流/电压参数（正、反向）

LED的电性能具有典型的PN结伏安特性，不同的电流直接影响LED的发光亮度和PN结的结温。在照明应用中,为了获得大功率的LED灯，往往将许多个发光二极管通过一定的串并联方式组合在一起，相关的各个LED的特性必须匹配，在交流工作状态还必须考虑其反向电特性，因此必须测试它们在工作点上的正向电流和正向压降，以及反向漏电流和反向击穿电压等参数。 2. 光通量和辐射通量

发光二极管单位时间内发射的总电磁能量称为辐射通量，也就是光功率(W)。对于照明用LED光源，我们更关心的是照明的视觉效果，即光源发射的辐射通量中能引起人眼感知的那部分当量，称作为光通量ΦV(1m)。光通量ΦV与辐射通量P之间的关系为：

上式中的P(λ)为光源光谱辐射通量；V(λ)为人眼的明视觉光谱光视效率函数，λ2和λ1为上、下限波长。 辐射通量与器件的电功率之比表示LED的辐射效率；光通量与器件的电功率之比表示LED的发光效率，单位lm/W。由于LED是定向出射光，如果从照明效果来评价，其照明性能更明显。LED的出射光到达工作面的有效光通量与总光通量之比表示为LED的光利用系数。显然照明用LED的光利用系数比普通各向发光的照明光源要高一些。

3.光强和发光角

无论是应用于显示或照明工程的LED，其光强及其空间分布都是十分重要的参数。LED灯的定向发光特性，对于某些局部或定向照明往往会达到非常好的照明效果。LED的发光强度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量：

I= dΦ/dΩ（cd）

光强分布曲线如图1所示，是表示LED发光在空间各方向的分布状态。在照明应用中计算工作面的照度均匀性和LED灯的空间布置，光强分布是最基本的数据。对于空间光束为旋转对称型分布的LED，用一个过光束轴平面上的曲线表示即可。对光束为椭圆形分布的LED，则用过光束轴及椭圆形长短轴的两个垂直平面上的曲线来表示。对于非对称的复杂图形，一般用过光束轴的六个以上截面的平面曲线来表示。

发光角（或光束角）通常用半强度角θ1/2表示，即在光强分布图中光强大于等于峰值光强1/2时所包含的光束角度。

4. 光谱功率分布

LED的光谱功率分布表示辐射功率随波长的变化函数，它既确定了发光的颜色，也确定了它的光通量以及它的显色指数。通常用相对光谱功率分布S(λ)表示，如图2所示。光谱功率沿峰值两边下降到其值的50％时，所对应的两个波长之差Δλ＝λ2-λ1，即为光谱带宽。

5. 色品坐标

任何一种光源的颜色均可以用CIE1931XYZ色度系统中的一个坐标点(x,y)来表示，如图3所示。

对于彩色LED，用主波长和色纯度则更能直观地表达发光的颜色特性。LED的主波长表明了颜色的色调，而色纯度则代表了该颜色的鲜艳程度。

照明用LED的色品坐标的容差范围目前还没有相关的标准。建立几种规格的LED色度范围以及相应的容差，对于统一LED的色度及在照明领域的推广使用具有十分重要的意义，就目前的技术现状，照明用LED存在三种技术：

1)兰光芯片，外面涂覆兰光激发的黄绿荧光粉，为了降低色温或改善显色性，可再加入适量的红色荧光粉； 2)紫外光芯片，紫外光激发红、绿、兰几种混合荧光粉发光；

3)红、绿、兰三种芯片的组合，通过不同面积或电流的芯片组合，得到各种色温的白光LED。

照明用LED的颜色均匀性及色度漂移是比较明显的一个问题，尤其是兰光芯片加荧光粉的LED，由于芯片上的荧光粉层不均匀，温度引起的波长偏移及光衰、光输出用封装窗口材料对不同颜色光的色散等，不同方向的光束可能存在较明显的色差。而红、绿、兰芯片组合的白光LED也存在类似问题，温度对不同芯片的影响，芯片光衰的不一致及封装材料对不同颜色芯片的色散等等，都会造成色度的不均匀和漂移。因此在照明用LED制造过程中，必须从设计到生产，工艺各个环节，对上述问题都要严格控制。 6.色温和显色指数

对于白光LED等发光颜色基本为―白光‖的光源用色品坐标可以准确地表达该光源的表观颜色。但具体的数值很难与习惯的光色感觉联系在一起。人们经常将光色偏橙红的称为―暖色‖，比较炽白或稍偏兰的称为―冷色‖，因此用色温来表示光源的光色会更加直观。

光源的发光颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，则称黑体的温度为该光源的色温(color temperature) T，单位为开(K)。对于白光LED，其发光颜色往往与各种温度下的黑体（完全辐射体）的色品坐标都不可能完全相同，这时就不能用色温表示。为了便于比较，而采用相关色温(CCT)的概念。也就是当光源的色品与完全辐射体在某一温度下的色品最接近，即在1960CIE-UCS色品图上的色品差最小时，则该完全辐射体的温度称为该光源的相关色温R1。

用于照明工程的LED，尤其是白光LED，除表现颜色外，更重要的特性往往是周围的物体在LED光照明下所呈现出来的颜色与该物件在完全辐射（如日光）下的颜色是否一致，即所谓的显色特性。

1974年CIE推荐了用―试验色‖法来定量评价光源显色性的方法，它是测量参照光源照明下和待测光源照明下标准样品的总色位移量为基础来规定待测光源的显色性，用一个显色指数值来表示。CIE规定用完全辐射体或标准照明体D作为参照光源，并将其显色指数定为100，还规定了若干测试用的标准色样。

根据在参照光源下和待测光源下，上述标准色样形成的色差来评定待测光源显色性的好坏。光源对某一种标准色样品的显色指数称为特殊显色指数R1。 R1=100-4.6△Ei

式中△Ei为第i号标准色样在参照光源下和待测光源下的色差。

CIE推荐的标准色样共有14种。其1-8号为中等饱和度、中等明度的常用代表性色调样品，第9至14号样品包括红、黄、绿、蓝等几种饱和色、欧美的皮肤色和树叶绿色。在一些特殊场合使用的LED光源，必须考核其特殊的显色指数。1985年国家制定了―光源显色性评价方法‖标准，并增加了中国人女性肤色的色样，作为第十五种标准色样。这对于评价在电视演播室、商场、美容场所等照明用LED光源的显色性尤为重要。 光源对前8个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数Ra。

LED灯带元件SMD LED产品使用须知

led灯带加工技术二(贴片led) 2008-11-18 10:41:11 阅读6 评论0 字号：大中小 1、为避免产品于运输及储存中吸湿,以铝袋包装防潮处理。 2、储存条件

2.1经铝袋包装保存之产品请于以下条件存放。温度:5~28℃,湿度:60%RH以下。

2.2 开封后的处理

1) 开封后48hr内于以下环境条件使用(焊锡)温度:5~28℃,湿度:60%RH以下

2) 开封后长期不使用的场所,要用防潮箱保存,另外再使用有效的干燥剂放入铝袋内并加以封装,保存条件同2-2.1)同,并于14天内使用。

3) 超出14天期间,须做以下烘烤处理才可使用(请以限一次)。

烘烤条件:?装带情形下温度:60℃ 时间:90~100hr?产品单体状态下(散装或PCB上) 温度110℃ 时间:10hr

3.使用注意事项

焊锡条件相关说明

1) reflow焊锡注意事项

于焊锡时加热用红外线回焊炉等会使树脂局部温度上升,请将温度控制在三、1)项的条件内,操作中不可向其实施加应力以免内部结构损坏,请于操作前确认生产条件再使用。

2) 手工焊接作业

焊接时请以260℃ 3秒钟内进行,同三、2)一样加工时不可施以应力。

3) 清洗一般情况请使用免洗型的助焊剂进行焊锡,在必须使用水清洗或于水中用超声波清洗者。请先以少量试验确定没有问题再作业。

备注:?用超声波清洗,零件性能可能会受到来自各方参数的影响而产生变异。

如:洗凈槽的尺寸,超声波能量、时间、板材的大小、料件的扱取方式等,所以开始实施前,先小量的清洗,投入生产线试做没异常后,再予以后续大量的清洗。

?因产品体积小,所以以过度的压力会产生破损。 ?装配后的运输方式,拿取要十分小心。

4)请设计对LED不施加逆电压,过电流。

LED主要参数与特性

led基础知识 2008-11-18 12:20:57 阅读4 评论0 字号：大中小

LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fvw2.html