《LED培训教材》PPT课件.ppt

-关于关于LEDLED的介绍的介绍 节能减排已成为全国乃至全球的共同呼声，而半导体照明产业作为新一轮高科技产业 发展的焦点，被誉为全世界最有机会、最受追捧的产业，各国家及地区出台了一系列 大力扶持半导体照明产业发展的政策。业内认为，到2011年，LED才可能在普通照明 市场出现高速度的增长。 LED在建筑照明、装饰照明、商业及工业照明、展示照明等领域的渗透已经非常可观， 但还未大规模切入商机无限的普通照明领域。业内普遍认为，只有当白光LED发光效率 突破100lm/W，LED才有望进入普通照明市场。 目前，业内最高数据为美国科瑞（cree）的161lm/W，虽然这仅为实验室数据，但科 瑞（Cree）已经开始批量生产100流明以上的照明级LED。飞利浦也宣布，2009年将 主打LED家居照明市场。国内方面，勤上光电也在加紧研发室内照明类LED灯。从照明 企业的动作可见，LED进入普通照明市场的趋势是必然的，但LED照明目前处于起步阶 段，还要经过一个技术的进步与成本的降低的过程。 到目前为止，欧盟、美国、加拿大及我国台湾地区等多个国家和地区已经发布了禁 用白炽灯的政策，据悉，我国相关政策也在酝酿之中。这无疑给LED企业注入了一只强 心剂。 受金融危机的影响，多国政府都出台了扩大内需的政策，其中科技、节能类产品备 受青睐。在我国的4万亿拉动内需的经济措施中，LED节能灯具产品的应用成为很重要 的一块。许多企业将金融危机视为企业发展的转机，做好内功，积极布局LED照明市场 。 所谓LED，就是发光二极管（light emitting diode）。基本结构为一块电致 发光的半导体芯片，封装在环氧树脂中 ，通过针脚支架作为正负电极并起到支 撑作用。 LED和我们常用的白炽灯钨丝发光与节能灯三 基色粉发光的原理不同，它通过电子（负电荷 粒子）以空穴（正电荷离子）的复合后以光的 形式释放出能量。LED的核心部分是由P型半 导体和N型半导体组成的芯片。 当我们给P-N结一个正向 电压， P-N结的内部电场 被抵消。注入的电子（负 电荷粒子）以空穴（正电 荷离子）复合时，便将多 余的能量以光的形式释放 出来，从而把电能直接转 换为光能。 如果给PN结加反向电 压，P-N结的内部电场 被增强，电子（负电 荷粒子）以空穴（正 电荷离子）难以注入 ，故不发光。 通过电子（负电荷粒子）以空穴（正电荷离子 ）的复合电发光原理制作的二极管就是我们常 说得发光二极管，即LED。调节电流，便可以 调节光的强度，通过调整材料的能带结构和带 隙，可以该变发光颜色。 LED电气特征 1、LED工作电压一般在2-3.6V之间。 2、LED的工作电流会随着供应电压的变化及环境温 度的变化而产生较大的波动，所以LED一般要求工 作在恒流驱动状态。 3、LED具有单向道通的特性。 LED的优点 LED的发光原理是利用半导体中的正负离子复合而发出光子，不 同于灯泡需要在3000度以上的高温下操作，也不必像日光灯需使 用高电压激发电子束，LED和一般的电子组件相同，只需要2 3.6伏特(V)的电压，在常温下就可以正常动作，因此其寿命也比 传统光源来得更长，理论寿命可达10万小时以上(目前产业化产品 的国外可达3-5万小时以上)。 白炽灯的发光效率是8-15 lm/ W左右，普通T-8卤素荧光灯光 效可达40 lm/ W，T-5高效荧光灯可以达到80 lm/ W，LED光效可 达200lm/w，LED还有毫秒级的通断时间，这也是一般应用光源 无法达到的。 LED芯片大小可以因用途而随意切割，常用的大小为0.3 1mm左右，跟传统的灯泡或日光灯相比，体积相对小得多。为了 使用方便，LED通常都使用树脂包装，做成各种形状，十分坚固 耐震。 对于一般照明而言，人们需要白色光源。 1998 年发白光 的 LED 开发成功。这种 LED 是将氮化镓（ GaN ）芯片和 荧光粉（ YAG ）封装在一起做成。氮化镓（GaN） 芯片 发蓝光，荧光粉（ YAG ）受此蓝光激发后发出黄色光发射 。蓝光 LED 基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有荧光粉 （ YAG ）的树脂薄层，约 200-500nm 。 LED 基片发出的 蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄 光混合，可以得到得白光。通过改变荧光粉（ YAG ）的化 学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温 2500- 10000K 的各色白光。(日本日亚化工专利) LED的封装形式 1、直插LED（LAMP） 2、表面贴型（SMD） 3、功率型（POWER） Parameter 參數 Symbol 符號 Min 最小 值 Typ 平均值 Max 最大值 Unit 單位 Test Conditinos 測試條件 Forward Voltage 正向電壓 Vf2.80-3.60V IF/正向電流 =20mA Test Temperature 測試溫度=25 Luminous Intensity 發光強度 IV1000-mcd Color Temperature 色溫 TC5000-7000K Luminous Flux 光通量 5-Lm Lighting Angle 發光角度 -120-deg Reverse Current 反向電流 IR-10AVr=5V 白光LED光衰（ 测试条件20mA、环境温度30） 时间03607201000 2000 3000 4000 5000 6000 衰减 率 100 % 106 % 106 % 106 % 104 % 102 % 101 % 100 % 96% LED产业链 上游磊晶及芯片制作约占LED产品制造成本7成，其发光颜色、亮度及质量水 平由主要由磊晶材料决定；下游则封装晶粒制成LED器件，应用成各式LED成 品灯具。 全球LED技术专利市场 随着LED技术的快速进步及市场的不断扩大，国际上相当重视LED知识产权的 保护和测试标准的制订，主要厂商利用专利优势，企图通过设置专利壁垒和 制订行业标准来控制市场。 目前，世界范围内在氮化镓（ GaN ）芯片、高亮度LED及半导体全固态照明 光源的研发方面居于领先水平的公司主要有：美国的流明（Lumileds）、科瑞 （Cree），日本的日亚化工（Nichia）、丰田合成（ToyodaGosei）、德国的 欧司朗（Osram）等等。这些跨国公司多数有原创性的专利，引领技术发展的 潮流，占有绝大多数的市场份额。台湾的一些光电企业(国联光电、光宝电子 、光磊科技、亿光电子、鼎元光电等)以及韩国的若干公司，在下游工艺和封 装以及上游材料外延方面也具备各自的若干自主知识产权，占有一定的市场 份额。 调查显示，日亚化工（Nichia）、科瑞（Cree）、流明（Lumileds）、 欧司朗（Osram）、丰田合成（ToyodaGosei）、东芝（Toshiba）和罗姆（ Rohm）等占据了绝大多数市场份额的大公司拥有着该领域80%90%的原创 性发明专利(集中于材料生长、器件制作、白光发光原理、荧光粉、后步封装 等方面)，而其余大多数公司所拥有的多是实用新型专利(主要针对器件可靠性 以及产品应用开发方面进行研究)。 全球LED主要芯片厂家 1、美国 科瑞（CREE）、流明（）、旭明（Semileds）、通用电气（GELcore） 2、日本Lumileds 日亚化工（Nichia）、丰田合成（ToyodaGosei）、大洋日酸 3、德国 欧司朗（Osram） 4、韩国 首尔半导体（Acriche） 台湾主要芯片厂家 晶元，洲磊，光磊，广稼，璨圆，国联 中国主要芯片厂家 厦门三安、江西联创、大连路美、深圳世纪晶源、深圳方大、上海蓝光、杨州华夏 集成。 在LED上游外延片、芯片生产上，美国、日本、欧盟仍拥有巨大的技术优势，而中国 台湾地区则已经成为全球重要的LED生产基地。目前全球形成了以美国、亚洲、欧洲 为主导的三足鼎立的产业格局，并呈现出以日、美、德为产业龙头，中国台湾、韩 国紧随其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。 LED灯具的原理是将交流市电通过驱动板， 转换成LED工作所须的恒定直流电流，点亮 LED灯板，灯板安装在一个散热结构件中， 结合面涂抹散热专用胶，保证LED的工作发 热良好的导入散热结构，散热结构材料以 铝型材为主，表面设计因为考虑到热辐射 面积及热风对流的原理，所以结构多为散 热片叠置型。LED属于定向发光器件，在前 面安置光学透镜，可以增加整灯的出光效 率，控制有效照射面积的光分布效果。 LED灯杯型灯具结构 LED灯管型灯具结构 1 环境 空气湿度的控制，小于60%时，须加强防静电操作系统。 工作台面防静电桌布良好接地，定期检查有效性。 2 机台、设备、工具 机台、设备、工具良好接地线。（不可与人体静电地线共用，防止机台、设备、 工具漏电电击人员） 3 人体 人体配有绳防静电腕，良好接地，每天定期测试有效性能。 检查静电腕与人体皮肤良好接触，接地端与地线良好接触。 4 测试 除了测试仪接地外，还要了解测试仪的测试线路，特别是恒流测试的电源开路电 压不能过高，以免LED受到负反馈脉冲电压的冲击而失效 。 LED防静电处理 5包装 包装 静电敏感器件应采取保护性包装； 静电 敏感器件包装器具必须采用防静存放盒，防静 电塑料袋。 6储运 运输、存储 静电敏感器件必须放在防静电容器 (箱、袋)内，并用防静电运输工具(车)。 库房满 足防静电操作系统要求，静电敏感器件须放防 静电容器内，贮运中要远离静电， 电磁场或放 射场的位置。 静电敏感器件应分类拿放，静电 敏感符号 。 二 焊接条件 1) 加热时不要对LED施加任何压力。 2) 最大焊接条件： 手动焊接 烙铁最大功率：30W； 最高温度：300； 焊接最长时间：3秒； 波峰焊接 预热最高温度：100； 预热最长时间：60秒； 浸焊最高温度：260； 浸焊最长时间：5秒； 清洁 推荐异丙醇溶剂清洁LED,用其它溶剂首先 应该考虑到会不会对树脂有溶解作用, 不要 用超声波清洁LED,可能会对LED造成损害。 LED光生物安全 避免眼睛近距离直接照射，如果一定要近 距离观测，请戴好防护墨镜。 目前国家及行业还没有出台LED灯具的检验标准,都是厂家自己的 内部标准,我们的LED灯具跟普通的灯具的检验方法是一样的,主 要是检查外观、电气参数、光色参数、量规、安全漏电等等, 至 于LED成品灯具认证也是套用目前相似的灯具标准进行检测。客 户一般都不会问你达到什么检验标准,只会问你有没有CE、UL等 国外的安全认证证书. 但是LED灯具与普通灯具发光原理是不一样的，所以有一下特殊 要求的检察方法及参数。 1、LED容易受静电、温度、机械等因素的伤害，形成不同程度 的软损伤，所以LED灯具在出货前要进行个100%的24小时的老化 运行工艺。 2、LED是种低温光源，为了保证它的工作寿命，其工作温度要 控制在120度以下。成品抽检查要对散热系统的散热效果进行检 测，要求LED的结点温度不能超过85度，LED散热系统的表面温 度不能超过65度。 3W LED灯杯 600mm的基本参数： 1、尺寸：长600mm，直径 30mm； 2、外壳：玻璃外壳、PC、铝合金 +PC 3、重量：229g； 4、光源：174颗高亮白光；(贴片 及直插) 5、功率：8W； 6、功率因数：0.90； 7、显色指数：85； 8、电源：AC220V、AC110V ，50HZ/60HZ； 9、色温：3000-6500K可选； 10、光通量：650流明；（实 测环境照度与20W日光灯相当 ） 11、发光角度：120度； 12、使用寿命：50000小时 ； 13、灯具表面温度：45。 T10贴片及直插LED日光灯 案例应用 贴片线条灯的使用区域; 1;室内暗槽、橱窗装饰，超薄灯箱 2;酒店、商场大堂，专柜照明。 案例2 产品用途; 替代传统筒灯, 用于餐