LED封装简介ppt课件

发光二极管(LED)产品简介,1,目錄,一、发光二极体(LED)简介二、LED主要制程及物料三、公司主要产品结构介紹四、LED主要光电参数简述五、LED优点,2,一LED简介,LED(LightEmittingDiode)俗称发光二级体或发光二极管，它包含了可见光和不可见光。属于光电半导体的一类,在结构上包括P极与N极,是一种依靠半导体PN结发光的光电元件，它分为Lamp系列,Top系列,食人鱼系列,SMD系列，HighPower（大功率）系列。以Lamp来讲，它是由电子原材料（晶片,金线或铝线，支架，银胶或绝缘胶），封装材料（环氧树脂，色剂，扩散剂），以及辅助材料（模条）三大材料构成。定义：LED就是由电子材料，封装材料，辅助材料联结而成的一个发光的闭路电子元件。,3,LED的五大物料與五大製程,4,LED主要发光电子物料晶片,晶片的构成：由金垫，P极，N极，PN结，背金层构成（双pad晶片无背金层）。晶片的分类：1.1按组成分：二元：如GaAs(砷化镓)，GaP（磷化镓）等三元：InGaN(氮化铟镓)，GaAlAs(砷化镓铝)，GaAsP(磷化镓砷)等四元：AlGaInP（铝钾铟磷）.AlGaInAs（铝钾磷砷）1.2按极性分：P/N极晶片（正极性）N/P极晶片（反极性）双电极（蓝，绿，紫光）1.3按发光类型分：表面发光型:光线大部分从晶片表面发出五面发光型：表面，侧面都有较多的光线射出1.4按发光颜色分：红，橙，黄，黄绿，纯绿，蓝绿，蓝，紫光1.5按晶片的大小尺寸分：8mil9mil10mil12mil(红，橙，黄，黄绿）12mil14mil（蓝，绿，紫光）,5,晶片之结构,晶片的结构四大结构P型层,N型层,基层(Substrate)与电极电极分上电极屯下电极电极材料部分有Al及Au依P型层及N型层的位置，分为两种P型层在上,则为正极性N型层在上,则为反极性基层一般为GaAs,GaP,等,6,晶片之材质及其發光顏色,7,晶片发光原理,晶片是由P层半导体元素，N层半导体元素靠电子移动而重新排列组合成的PN结合体。也正是这种变化使晶片能够处于一个相对稳定的状态。在晶片被一定的电压施加到正向电极时，P侧电极即注入电洞，N侧电极即注入电子，电洞在P区移动扩散，电子同时也是N区移动扩散，若电洞与电子的能量达到某定值以上时，则电洞即跨越P区，源源不断的游向N区，N区的电子同时也会跨越N区，向P区移动。电洞与电子在移动扩散时，电洞与电子两者将会互相结合，激发出光子，产生光能。,8,光的三要素,顏色(COLOR,HUE)表示光色彩的種類。彩度(CONTRAST)表示光同一色系色彩的深淺。亮度(BRIGHTNESS)表示光明暗的程度。,9,光的種類,射線,X射線,遠紫外線,近紫外線,可見光線,中紫外線,近紅外線,中紅外線,遠紅外線,10-3nm,1nm,10nm,100nm,280nm,315nm,380nm,780nm,1000nm,1.5m,5m,100m,1mm,極超短波,紫外線區,紅外線區,短波長,長波長,白色光,分成七色光譜,稜鏡,化學線(由日照產生化學線作用引起),光(人眼所見電磁波範圍),接近光性質,有大熱能,電波,熱線(熱能也稱為熱波),10,380nm,430nm,490nm,505nm,515nm,535nm,585nm,600nm,630nm,700nm,紫色(Purple),藍色(Blue),藍綠色(BluishGreen),翠綠色(Green),純綠色(PureGreen),黃綠色(YellowGreen),黃色(Yellow),橙色(Orange),琥珀色(Amber),紅色(Red),LED顏色區分,11,紅橙黃綠藍靛紫，為人眼可見之光，是一般人類所能察覺光的波長，介於380780nm之間。紫色光波以下的波長稱為紫外線，大約介於100nm380nm。紅色光波以上的波長稱為紅外線，大約介於780nm1mm。发光二极体(LED)的顏色、彩度、亮度是由晶片所決定。,12,白光LED简介,所谓白光是多种颜色混合而成的光，以人类眼睛所能见的白光形式至少须两种光混合，如二波长光(蓝色光+黄色光)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)，目前已商品化的产品仅有二波长蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉，在未来较被看好的是三波长光，以无机紫外光晶片加R.G.B三基色荧光粉，此外有机单层三波长型白光LED也有成本低、制作容易的优点。预计三波长白光LED今年有商品化的机机会，未来应用在取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LCD背光源等市场，对白光LED的市场成长有很大的帮助自从出现发光二极管LED以来，人们一直在努力追求实现固体光源，随着发光二极管LED制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，使发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED的出现，使高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一。,13,白光LED简介,在技术方面白光LED目前主要分为两种发光方式:目前主要的商品化作法是日亚化学(Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质，利用蓝光LED照射此一荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技术方面仍以日亚化学领先，拥有众多专利权。第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe（锌，硒）为材料的白光LED，不过发光效率较差，但由于目前白光LED市场热销，仍呈现供不应由求现象。,14,3chips型:RedChip+GreenChip+BlueChip2chips型:BlueChip+YellowChip1chip型:BlueChip+Yellow荧光粉UVChip+RGB荧光粉ZnSe（锌，硒）,CIE座标图,白光产生的种类,15,固晶焊线图,正极,负极,正极,负极,16,二、公司主要产品结构介绍,17,LED晶片,用來產生反射效果,之杯狀支架陰極,環氧樹脂透鏡,連接導線(金線),支架陽極,陰極支架短於陽極,膠體缺口表示陰極,LEDLamp結構介紹,导电银胶,18,支架(LeadFrame),LAMP固晶銲線,利用銀膠將晶片固定在支架上，然後銲上導線(金線)。,19,HighPowerLED,20,TOPLED结构,PIN脚,LED支架,银胶,晶片,金线,环氧树脂,21,LED光电参数定义,一，顺向电压（ForwardVoltage）单位（V）红，黄，黄绿：Typ：2.0VMax:2.4V紫，蓝，绿，白：Typ：3.2VMax:4.0V测试条件：IF=20mATa=25,22,LED光电参数定义,二，发光颜色，波长（ColorHueWavelengthSpectrum）单位（nm)a.p:發光體或物體(經由反射或穿透)在分光儀上量得的能量分佈,其峰值位置對應的波長,稱為p(peak).b.d:而d(dominant)是以人眼所見的可見光區(400-700),決定發光體或物體的光線主要落在什麼波長.c.:(半波寬)PeakWavelengthp:610nm(峰值波長)DominantWavelengthd:624nm(主波長):22nm(半波寬),23,LED光电参数定义,三，发光强度（luminousIntensity）单位cd(Candla)表示光源在一定方向范圍內發出的光通量的大小。一般而言，光源之光线会向不同方向以不同强度放射出其光通量，在特定方向所放出之可见光之强度称为光强IV与IF成正比,24,LED光电参数定义,四，发光角度（21/2ViewingAngle）LED為指向性元件表示發光強度50%時的角度LED亮度与角度成反比，亮度相同的兩顆LED,21/2愈大則Iv愈小,25,LED光电参数定义,五，色温（ColorTemperature)单位：绝对温度（Kelvin,K)一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体（Blackbobyradiator)”本身之绝对温度值，以量化光源的光色表现。根据MaxPlanck(普朗克)的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Blackbodylocus）显示黑体由红橙红黄黄白白蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度越高，其辐射出之光线光谱中蓝色成份就越多，红色成份也就相对越少，反之，标准黑体之温度越低，其辐射出之光线光谱中的蓝色成份就越少，红色成份就越多。一个灯的光色可以简单的以色温来表示，以发出光色为暖白色之普通白炽灯泡为例，其色温为2700K，而一般日光灯之色温为6000K，光之色温主要可分成三大类：暖白色：3300K中间色：3300至6000K冷白色：6000K,26,Planckcurve,标准黑体曲线（Blackbodylocus）,27,三、LED产品的优点及应用,28,1.LED优点,寿命长,理论上为10萬小時，一般大於5萬小時。（是荧光灯的10倍）发热量低，耗电量小,白炽灯的1/8,荧光灯的1/3）体积小,重量輕,可封裝成各种类型堅固耐用,不怕震動。环氧树脂封装，防水，耐恶劣环境使用多色显示,利用RGB可实现七彩色显示。工作溫度穩定性好。响应时间快,一般為毫微秒(ns)級。冷光，不是熱光源。電壓低,可以用太陽能電池作電源，,29,LED应用简介,由于超高亮度LED具有非常广泛的用途，特别是白光LED的出现，给应用面带来更丰富的内容。目前国内有几百个单位在开发、生产超高亮度LED的各种应用，热点应用主要包括以下几个主要方面：亮化工程景观、装饰灯作为一种冷光源，LED照明灯具有绿色环保、节能、色彩绚丽等传统光源不可比拟的优点。目前，LED轮廓灯、LED护栏灯、LED灯带、LED灯泡等被广泛应用于桥梁、大厦广场、标志物、仿古建筑、招牌广告等轮廓勾勒以及立交桥护栏、危险路段、警戒标志及其高楼轮廓、庭院护栏等场所，对美化城市、塑造景观有重要作用白光照明：已开始从小功率白光LED灯用起，如安全照明灯、显微镜灯、白光背光源、手电筒、太阳能灯，特种白光照明等，并逐步向白光照明迈进，将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品大、中、小屏幕显示器：各种广告牌、体育记分牌、金融和交通指示牌等，分为全色、三色、单色显示屏，全国共有100多个单位在开发生产，现已成立LED显示屏分会，2002年全国市场超过20亿元，几乎全部采用国产显示屏。交通信号灯：主要用超高亮度红、绿、黄色LED，因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广的速度很快，市场需求量很大.汽车用灯：包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯、头灯等均在逐