LED训练经典教材.doc

LED的大纲1、 LED的字面介绍，LED的起源时间2、 LED的几大组成要素3、 LED的基本制程4、 LED电性参数5、 LED的特性6、 LED的几种分类7、 LED的用途8、 LED的正确使用方法LED训练教材一、LED的字面介绍发光二极管Light(灯)Emitting(发光) Diode(二极管)简称LED。起源于20世纪60年代，是一种新型的固态冷光源。二、 LED的组成要素发光二极管的重要组成部份为晶片，胶体，支架。详见LED结构图：LED结构图1、晶片指的是LED内部的发光晶体，它是LED的心脏，它决定了LED的颜色和亮度；2、胶体指的是LED的外观，它担当保护LED心脏的重任，同时也决定了LED的外观形状；3、支架指的是LED的金属载体，它相当于人体的骨架，负责输送外部电流到晶片，使晶片得到发光的能量。三、LED的基本制程LED的制程总共分四部，依次为固晶焊线缶胶测试包装1、 固晶：固晶主要是通过银浆或是绝缘胶的粘性将晶片粘在支架上，并进行烘烤把胶水烤干将晶片固定。银浆的作用有散热，固定，反光，导电；绝缘胶的作用有固定，反光，绝缘。2、 焊线：焊线主要是通过机台用金线将晶片,支架和IC按要求连接起来。一般我们金线的纯度为99%。直径为0.9-1.0mil。使用金线作为导线，主要是因为金线不仅导电性能最好，又具有非常好的延伸性，如铜丝，银丝，铝丝等虽说导电性能也相当好，但是其延伸性都不如金线。（一旦导线的延伸性不好，当焊好线后支架的轻微晃动或胶体遇热膨胀，都会导致导线被拉断造成断路死点。）3、 缶胶：缶胶主要是通过模粒将环氧树脂和支架结合在一起后，再用高温（125度）将其定型，成为一个结实的保护层。之所以选择环氧树脂，主要是因为它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度（支架为金属物质）、硬度高、绝缘性能良好、变定收缩率小、制品尺寸稳定性好、对碱及大部分溶剂稳定，且具有耐高温的特性（一般为120度），这些都扩大了LED的使用环境，使LED得到更广泛的应用。4、 测试：测试主要是一个挑选过程。主要是通过严格的测试将良品，次品和不良品分开。四、LED的电性参数LED还有三个重要的电性参数，它是判别一个发光二极管的标准。这三个参数是 电压，亮度，波长。1、LED的电压主要是LED正常使用时通过的顺向电压，我们用VF表示，单位为V（伏）。当然还包括顺向电压下所产生的顺向电流，我们一般用Ir表示，单位为mA（毫安）。普通LED的标准顺向电流为20mA，但是不同的LED的顺向电压却不一样，比如说红色，黄色，橙色等单垫极晶片(晶片表面只有一个极性,如正极或负极)一般正常工作电压为2.0V,而蓝色,紫色和绿色等一些双垫极晶片(晶片表面有两个极性,正极和负极都有)的正常工作电压一般为3.0V.2、LED的亮度主要指LED所发出的光的明亮程度，分裸晶的亮度和成品的亮度。我们一般用IV表示，单位为mcd（毫烛光）。3、LED的波长主要指的是LED所发出光的颜色。我们一般用HUE表示，单位为nm（纳米），颜色和波长的关系如下图表：（波长颜色分布图）如图所示：380nm以下和780nm以上为不可见光源，380nm和780nm之间为可见光源，由蓝，绿，黄等多种颜色构成。紫外线一般可以用来验钞，红外线一般用来做成遥控器上的发射管。五、 LED的电性大家都知道发光二极管（LED）属于半导体，也就是说有的时候它是绝缘体，但在有些时候它又是导体。那它在什么时候会是导体，在什么时候又是绝缘体呢，答案在这个伏安特性中就可以看出：作为一种新型的环保节能光源，LED具有以下几种特性：1、V-I（伏安特性）：电流与电压之间的关系。将LED的两端加上正向电压， 当正向电压小于某一值（阈值）时，电流极小或无电流，不发光（处于绝缘状态）。当电压超过阀值后，正向电流随电压的增加迅速增加，晶片发光（处于导体状态）。如果我们把阀值看成是水闸门，而电压是推闸门的力，电流是水的话，可以这样来理解伏安特性：当推向闸门的力，（阀值电压或阀值电压以下）达不到推开闸门所需的力时，推不开阀门，水是流不出来的（无电流或电流很小）。但如果这个力再增加一点（电压超过阀值电压），能打开闸门，水就会倾泄而出（电流会迅速加大，趋于直线式增加）。即使这个力只增加了一点点，只要刚好够打开闸门，水就会大量流出（电流增加，LED点亮）。但如果电压超过了某一个值（如闸门完全打开），电流增得太大时，LED就会被大电流击穿，不发光（处于导体状态，整个LED就相当于一根铜丝一样了）。响应快：LED的响应速度非常地快。如果说一般的白炽灯在通电后要1秒才能亮，那么LED只需要十几分之一秒甚至几十几百分之一秒即可以点亮。比如说在汽车刹车灯的应用中就可以很好地体现出这一点，LED刹车灯在刹车时比普通的刹车灯的响应时间快，就可以更快地点亮刹车灯，从而使后面的车辆有更多的时间来反应。这样就可以减少很多的交通事故了。寿命长：LED的使用时间为10万个小时，而普通的白炽灯的使用时间最长也就1万个小时。抗震：LED的外壳为环氧树脂，它具有很高的TG点，不容易损坏，也较难溶化。不象普通的灯泡，易碎,不具有抗震性。低功耗：LED的电压为3V，电流为0.02A时,此LED的功率为0.06W.而市场上普通的任何灯泡或灯管连低于1W的都没有.也就是说LED的功耗是普通传统灯泡灯管的几十分之一或十几分之一。衰减:LED属于半导体,只要是半导体都有一个衰减的过程.因为半导体是通过加入电流后利用空穴和电子的结合而产生光,在一定时间后,这种光的转换机能就会变差,从而造成了衰减.一般衰减会在LED点亮上千个小时后才会开始.衰减率在5-30%不等。六、LED的分类LED按颜色来分可以分为：红光，蓝光，绿光，紫光，黄光，黄绿光，橙光，白光等；LED按支架来分可以分为：2只脚，3只脚，4只脚；LED按外观来分可以分为：圆形，方形，矩形，面发光型，侧向型，椭圆形，多边形；LED按电性来分可以分为：闪烁型，普通型，食人鱼，大功率，白光；LED按胶色来分可以分为：透明，雾状，有色透明，有色雾状；LED按大小来分可以分为：2mm，3mm，5mm，8mm，10mm，12mm。七、LED的用途LED由于它的一些特性，所以在用途方面相当地广泛。使用最多的是显示(照明)和指示方面，比如说机台上的一些指示灯和标示；还有就是一些发光礼品和发光玩具上都有广泛的使用；有一些行业由于工作环境不能产生高温，传统的灯光产生的热量会给工作带来极大的危险性。LED作为一种冷光源，它那高输出的光率和低热量从一研制出来便取代了传统光源；现在随着LED的发展和全球节能器件的兴起，LED在一些大型的广告装饰和显示面板上都开始有在使用。相信不用多久，LED光源将完全取代传统的照明光源。八、LED的正确使用方法一、 使用电流（1） 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%）。（2） 过高的电流会引起LED灯的烧坏及亮度的加速衰减。在电路设计时应根据LED的压降配对不同的限流电阻，以保证LED处于最佳工作状态。（3） LEDs应在相同的电流条件下工作，一般建议LED之电流为1518mA. 电流过大，LED会缩短寿命，电流过小，达不到所需光强。二、 亮度测试及产品使用说明（1） 检测和使用LED时，必须给每个LED提供相同电流即使用恒流检测，才能保证测试时亮度一致，电流最好不要超过20mA，最好使用1518mA的电流。（2） 使用已分光分色的产品时，请按BIN号的先后顺序归类使用，不能将不同BIN号的LED混合使用在同一产品上，以免产生颜色、电压的差异。如确要混BIN使用，相邻BIN号方可放在一起使用，但应尽量避免。三、 防静电的注意事项（1） 所有接触LED的设备及仪器必须接地良好，特别焊接的烙铁及锡炉必须接地良好。（2） 操作人员一定要戴防静电手套，防静电手腕，电烙铁一定要接地，同时应使用离子风扇消除静电. 严禁徒手触摸LED的引脚。因为LED的抗静电电压为100V，而人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管的结晶层，工作一段时间后（如10小时）二极管就会失效（不亮）。严重时会立即失效。（3） 防静电手腕必须每天进行测试，不合格的须更换。（4） 若LED有被静电损害，会显示一些不良特性，如漏电流增加、静态顺向电压降低或上升，在低电流测试时不亮或发光不正常（偏暗）。四、 焊接条件（1） 烙铁焊接：烙铁（最高30W）尖端温度不超过300；焊接时间不超过3秒；焊接位置至少离胶体3毫米。（2） 浸焊：浸焊最高温度260；浸焊时间不超过5秒；浸焊位置至少离胶体2毫米。（3） 焊接时不可对LED施加任何压力。五、 引脚成形方法（1） 必须离胶体2毫米才能折弯支架，以免引起胶体破裂及损坏内部结构。（2） 支架成型须用夹具或由专业人员来完成。 3） 支架成型在焊接前完成。（4） 支架成形需保证引脚和间距与线路板上一致。六、 LED安装方法（1） 注意各类LED引线的排列，以防极性装错。LED不可与发热元件靠得太近，工作条件不要超过其规定的极限。（2） 请不要在引脚变形的情况下安装LED。（3） 当决定在孔中安装时，计算好面板及线路板上孔距的尺寸和公差以免支架受过度的压力（4） 安装LED时，建议用导套定位。（5） 在焊接温度回到正常以前，必须避免使LED受到任何的震动或外力