LED照明试卷（含答案）

《LED制造技术与应用》

阶段考试（一）

专业 考试日期 年 月 日 姓名 学号： 一、 填空题（每空1分，共30分）

1、590nm波长的光是 黄 光；380nm波长的光是 紫 光（填颜色）,可见光的波长范围是 380－780 nm。

2、LED TV背光源常用到的LED芯片型号为2310，其尺寸为23mil×10mil，即 584.2 um× 254 um。 1mil＝25.4um

3、T10的LED日光灯管，其直径是： 31.75 mm 。 25.4* (10/8)=31.75mm 4、目前市场主流的白光LED产品是由 InGaN(蓝光) 芯片产生的 蓝 光与其激发 YAG 荧光粉产生的 黄 光混合而成的，且该方面的专利技术主要掌握在日本日亚化学公司手中。

5、色温越偏蓝，色温越 高（冷） ，偏红则色温越 低（暖） 。 6、对于GaAs,SiC导电衬底，具有面电极的 红、黄（单电极或L型） LED芯片，采用 银胶 来固晶；对于蓝宝石绝缘衬底的 蓝、绿（双电极或V型）LED 芯片，采用 绝缘胶 来固定芯片。

7、银胶的性能和作用主要体现在： 固定芯片 、 导电性 、 导热性 。 8、LED胶体包括A，B，C，D胶，它们分别指的是 主剂 、 硬化剂 、 色剂 、 扩散剂 。 9、翻译以下行业术语：

示例：外延片 Wafer （1） 发光二极管 Light emitting diode （2） 芯片 chip （3） 荧光粉 phosphor （4） 直插式LED LED Lamp

10、若已知外延材料的禁带宽度(符号：Eg，单位：eV)，则该外延片制作的LED

发光波长与禁带宽度的关系通常可表示为：?＝1240Egnm

11、金丝球焊机在操作过程中，四要素是：时间 、 功率 、 压力 、 温度 。

二、 判断题（对的打“√”，错的打“×”，15分，每小题1.5分）

1、现有YAG黄色荧光粉，分别采用波长为460nm和470nm的蓝光LED芯片激发，则470nm一定比460nm激发的效率高。 （×） 2、在CIE图中，x代表蓝色，y代表绿色，z代表红色，且x＋y＋z＝1。 （×）

3、红外接收管和红外发射管常用的红外LED波长为940nm、880nm、850nm。

（√ ）

4、中华人民共和国中央银行发布的人民币需要380－390nm波长的紫外光才可以验出真伪。 （×） 注：课本P25，人民币：390-400nm；美元：380－390nm；欧元：波长更短。

5、发光强度大于100mcd的LED，称之为超高亮度的LED。 （√）

6、对于InGaAlP材料，可选取合适的Al－Ga组分配比，以便在黄绿色到深红色的光谱范围内调整LED的波长。 （√） 7、LED芯片一般采用蓝宝石（Al2O3）、硅（Si）、碳化硅（SiC）等半导体材料，其中SiC可作为V型接触的芯片衬底。 （×） 8、1W的LED称之为中功率LED，大于3W的称之为大功率LED。 （×） 9、红光单电极LED芯片可以采用银胶固晶，也可以采用绝缘胶固晶，不过一般采用银胶固晶。 （×） 10、经过测试得到样品A的光通量比样品B的光通量高，则样品A的发光强度比样品B的发光强度高。 （×）

三、 简答题

1、简述：（1）LED是半导体PN结发光器件，试述其发光机理；（4分） （2）白光LED的发光原理。（5分） （3）白光LED的实现方法。（6分，至少写3种） 答：

（1） LED是半导体PN结发光器件，其发光机理是：

在施加正向电压的情况下，PN结N区自由电子向P区运动，而P区的空穴则向N区运动，在有源层内电子由导带跃迁到价带与空穴复合，产生光子，即电能转化成了光能。

（2） 白光LED的发光原理是根据红光＋绿光＋蓝光＝白光的三基色原理，由于绿光和红光混合呈黄光，所以一般采取蓝光及其补色黄光混合成白光。

（3） 白光LED的实现方法有： 方法 1 2 3 4 5 6 7 8

发光机理 InGaN蓝光芯片＋YAG：Ce3+的黄色荧光粉 → 白光 InGaN蓝光芯片＋RGY荧光粉 → 白光 InGaN（近）紫外光芯片＋RGB三基色荧光粉 → 白光 薄膜层（ZnSe）的蓝光＋基板上被激发的黄光 → 白光 白光LED芯片直接发白光 InGaN蓝光芯片＋GaP黄绿光芯片（互补）→ 白光 InGaN蓝光芯片＋InGaN绿光芯片＋AlInGaP红光芯片 → 白光 多种光（InGaN、GaP、 AlInGaP）的芯片封装在一起 → 白光 芯片数 1 1 1 1 1 2 3 ＞3 2、LED产业链可分为上游（外延）、中游（芯片）、下游（封装）、应用（LED路灯、LED灯具等），试述对不同产业段的认识（从技术、产品和用途等角度）。（8分） 答：

LED产业链分为上游（外延）、中游（芯片）、下游（封装）、应用（LED路灯、LED灯具等），对不同的产业段主要认识有： （一）上游

1、技术上主要从事材料生长，难度大，投资风险高； 2、产品：衬底、LED外延片（磊晶片） 3、用途：LED发光芯片的制造 （二）中游

1、技术上主要从事电极蒸镀等，难度大，投资风险较高； 2、产品：LED芯片

3、用途：用于LED封装的核心发光芯片 （三）下游

1、技术上主要将LED芯片封装成器件，难度较小，投资风险较小；

2、产品：直插式LED，食人鱼LED，大功率LED，贴片式LED，数码管等 3、用途：用于灯具制造，夜景工程，电器指示灯，背光源等。 （四）应用

1、技术上主要解决LED的二次光学，结构和散热设计，形成终端产品； 2、产品：LED路灯，LED灯具，LED显示屏，LED护栏管等

3、用途：LED道路照明，LED照明，LED装饰照明,LED显示，夜景工程等。

3、简述（1）直插式白光LED 的封装工艺流程；（4分） （2）说明各工艺段的简要内容和注意事项。（8分） 答： （一）

详细流程：扩晶→点胶→固晶→固晶烘烤→焊线（邦定、键合）→点荧光粉→荧

光胶烘烤→粘胶→灌胶（封胶）→短烤→离模→长烤→一切→排测→二切→分光→包装→入库。

大致流程：固晶站→焊线站→白光站→灌胶站→测试分光站。

（二） 固晶：

（1）点胶的检查:多胶,少胶,偏点,碗边沾胶等。 （2）固晶的检查:固偏,固反,漏固,掉晶,爬丝(晶片沾胶),电极脱落,裂晶(晶片损坏),多晶,少晶。 焊线： （1）避免出现不良：漏焊,偏焊,错焊,塌线,虚焊,断线,重焊,掉晶,无电极,粹晶,弧线

过高/低,晶片翻倒

（2）注意焊线的四要素：时间，压力，功率，温度。 点荧光粉：

（1） 注意荧光粉的激发波长与LED芯片的发射波长匹配； （2） 荧光胶搅拌均匀，不能放置过久。 灌胶：

（1） 必须在一定温度下对环氧树脂抽真空，避免气泡； （2） 必须粘胶水，避免碗杯气泡。

4、简述在直插式LED中，环氧树脂胶体的作用有哪些？（6分） 答：环氧树脂在直插式LED中的作用主要有：

（2） 保护内部的芯片及其引线(金线)，放置芯片、支架等氧化； （3） 起光学透镜作用，控制LED的发光角度，即聚光或散光效果； （4） 环氧树脂的折射率降低光的内部全反射，提高光的提取效率。

原理引述：

一.光密介质和光疏介质1.光密介质:折射率较大的介质叫光密介质2.光疏介质:折射率较小的介质叫光疏介质

实验:如图所示,让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到直边上,逐渐增大入射角,观察实验现象.

实验现象:当光从玻璃砖内射向空气时,逐渐增大入射角,会看到折射光离法线越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强.当入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光完全消失,只剩下反射光.

二.全反射:1.定义:光照射到两种介质的界面上,光线全部反射回原介质的现象叫全反射.2.临界角(C):在全反射现象中,刚好发生全反射,即折射角等于900时的入射角,叫临界角.0n=sin90=1sincsincsinc=n 13.全反射产生的条件:a.光线从光密介质射入光疏介质b.入射角大于或等于临界角C

5、简述：（1）普通二极管和发光二极管（LED）的相同点；（3分） （2）普通二极管和发光二极管（LED）的不同点。（3分） 答：

（一）普通二极管和发光二极管（LED）的相同点： （1）都具有单向导电性，即正向导通，反向截至； （2）都具有PN结形式的结构特征； （3）具有类似的I-V特性曲线。

普通二极管 发光二极管

（二）普通二极管和发光二极管（LED）的不同点：

（1）普通二极管材料一般为Si,Ge等间接带隙半导体材料，不能发光；

发光二极管材料一般为GaAs/GaN/AlGaInP等直接带隙半导体材料，电子

－空穴可以复合发光。

（2）普通二极管的结构为一般的PN结，LED的结构一般采取多采用（双）异质结、（多）量子阱等结构。 （3） 开启电压不同。 材料不同 D Si 0.7V 间接带隙 Ge LED 结构不同 D LED 0.3V 直接带隙 GaAs/GaN/AlGaInP 一般的PN结 多采用（双）异质结、（多）量子阱等结构

6、简述第1－9周以来你对《LED制造技术与应用》这门课的学习心得、意见和建议。（8分）

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