LED封装产品基础知识.ppt

1、-2-,什么是LED和LED基本概念 白光LED相关名词解释 白光LED生产工艺说明 白光LED量测说明 ETI LED产品图片 LED产品应用案例,-3-,第一部分：什么是LED和LED基本概念,一.LED简介,LED(Light Emitting Diode)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！ 以PLCC LED来讲，它是由电子原材料（晶片,金线，支架，银胶或绝缘胶），封装材料（环氧树脂或硅胶，色剂，扩散剂），以及辅助材料三大材料构成。 定义：LED就是由电子材料，封装材料，辅助材料联结

2、而成的一个发光的闭路电子元件。,-5-,二.LED的五大物料與五大製程,-6-,LED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,三.LED晶片发光原理,四.LED的通电状况,LED之通電狀況,P極接正電, N

3、極接負電, 則LED發光; 反之, 則不發光 在顺向电流(IF)的驱动下，LED开始发光：光强(IV),波长(WD),电压(VF),順向電壓,逆向電壓,VF(對應IF),VR (對應IR),四.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

4、質,有大熱能,電波,熱線 (熱能 也稱為 熱波),五. 可见光LED顏色區分,380nm,430nm,490nm,505nm,515nm,535nm,585nm,600nm,630nm,700nm,紫色(Purple),藍色(Blue),藍綠色(Bluish Green),翠綠色(Green),純綠色(Pure Green),黃綠色(Yellow Green),黃色(Yellow),橙色(Orange),琥珀色(Amber),紅色(Red),-10-,第二部分：白光LED相关名词解释,-11-,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

5、荧光粉)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)，目前已商品化的产品蓝光单晶片加上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LE

6、D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。,六. 白光原理,-12-,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

7、，仍呈现供不应由求现象。,七. 荧光粉+蓝光晶片的白光LED简介(1),-13-,3 chips 型: Red Chip + Green Chip+Blue Chip 2 chips 型: Blue Chip+ Yellow Chip 1 chip 型 : Blue Chip+ Yellow荧光粉 UV Chip +RGB荧光粉 ZnSe（锌，硒）,CIE 座标图,白光产生的种类,七. 荧光粉+蓝光晶片的白光LED简介(2),-14-,八. 白光LED相关名词(光电参数定义1),一，顺向电压（Forward Voltage）单位（V） 红，黄，黄绿：Typ：2.0V Max:2.4V 紫，蓝，

8、绿，白：Typ：3.2V Max:4.0V 测试条件：IF=20mA Ta=25 IF=30mA Ta=25 IF=120mA Ta=25 IF=350mA Ta=25,-15-,二，发光颜色，波长 （Color Hue Wavelength Spectrum） 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) Peak Wavelength p:610nm(峰值波長) Dom

9、inant Wavelength d:624nm(主波長) :22nm(半波寬),八. 白光LED相关名词(光电参数定义2),-16-,三，发光强度（luminous Intensity）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,八. 白光LED相关名词(光电参数定义3),-17-,四，发光角度（21/2 Viewing Angle） 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

10、愈小,八. 白光LED相关名词(光电参数定义4),-18-,五，色温（Color Temperature) 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（Black boby radiator)”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。

11、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：3500K 自然白：3500至5000K 正 白：5000至7500K 冷 白：7500K,八. 白光LED相关名词(光电参数定义5),-19-,标准黑体曲线（Blackbodylocus）,Planck curve,八. 白光LED相关名词(光电参数定义6),-20-,第三部分

12、：白光LED生产工艺说明,-21-,电浆清洗 Plasma,焊线测试检查 WB Test / Inspection,装支架 Lead Frame Insert,支架预热 L/F pre cure,固 Zener Zener chip Die Bonding,固Chip Chip Die Bonding,Chip 烘烤 Chip Epoxy Cure,焊线 Wire Bonding,资材入库 Incoming Materials,预热烘烤 Pre cure,晶片推力测试 Die Shear Test,电浆清洗 Plasma,九. 白光生产流程概要(1),-22-,外观检查 Visual Insp

13、ection,抽真空 Degasing,封胶 Dispensing,硅胶烘烤 DP Silicon Cure,冲压 Trim,测试 Sorting Test,包装 Taping Test,出荷检查 OQC,配胶 Mixing,九. 白光生产流程概要(2),-23-,胶深,支架图,晶片图,焊线图,焊线图,点胶图,成品图,十. 白光LED相关物料图片,-24-,第四部分：ETI LED产品图片,-25-,十一. 白光LED图片集锦(1),H P,H P,5050,5074,5630,COB,-26-,十一. 白光LED图片集锦(2),3014,3803,3020,5252,5252,3528,35

14、35,P-LED,-27-,十二. 白光LED应用图片集锦(室内照明),-28-,十二. 白光LED应用图片集锦(室外照明),-29-,十二. 白光LED应用图片集锦(室外照明),-30-,Total Luminous Flux,Averaged LED Intensity,Goniophotometer,十三.白光LED量测说明,积分球(全光通量测试),说明：LED特点垂直最上方光束最强(垂直量测光强IV,单位为cd)，向外光束逐渐减弱，所有光束的总和为光通量，单位是(lm)(W),角度测试仪(角度测试),套 筒 (轴向光测试),-31-,第五部分：LED产品应用案例,-32-,十四.车用L

15、ED(指示，车饰，车灯等),-33-,十四.照明用LED(室内，室外，景观),-34-,十四.背光显示用LED(RGB显示屏，BLU背光),-35-,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： 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

16、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、头灯等均在逐步采用LED显示。据报道，2001年全世界超高亮度LED在汽车上的用量占26%的份额， 背光源：主要是液晶LCD显示器上用的背光源，有白色和其他各种颜色，现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED。据报道，全世界2001年超高亮度LED在背光源上的用量占30%的份