知道并不代表懂 从头到脚解剖LED
成本集体推高LED成本
4.需要驱动器提供恒流电源,驱动器寿命是影响灯具寿命的重要因素
5.半导体器件,对静电影响比较敏感,易被静电击穿PN结导致漏电流或死灯
与传统光源相比
LED的特性
LED工作电压一般在2-3.9V之间。(不同光色的LED压降不一样):绿色-3.3-3.9V;蓝色、宝蓝色-3.1-3.9V;红色、琥珀色、橘红色、-2.1-2.5V。LED的工作电流会随着供应电压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。LED具有单向导通的特性(电流只能从二极管的正极流入,负极流出)。LED的光输出会因应其输入的电流而产生变化。LED的光输出深受其工作温度的影响。
LED芯片
LED芯片是半导体发光器件LED的核心部件,它主要由砷(AS)。铝(AL)。镓(Ga)。铟(IN)。磷(P)。氮(N)。锶(Si)这几种元素中的若干种组成。
生产过程
一般将LED的生产分为上、中、下游三部分。
1.制造成单晶棒,再将单晶棒用钻石刀切成薄片(主要有蓝宝石和、SiC、Si)长晶炉生长-掏取晶棒-滚磨-品检-切片-研磨- 倒角-抛光-清洗-品检-OK。
2.外延片生产-利用MOCVD金属有机化学气相淀积等方法在单晶衬底在上面磊晶衬底 - 结构设计 - 缓冲层生长- N型GaN层生长-多量子阱发光层生- P型GaN层生长–退火-检测(荧光、X射线)-外延片。
3.芯片生产-在外延片上制作电极(PN电极)并对成品进行切割分选等外延片活化-蚀刻-蒸镀-PN电极制作-保护层-上焊盘-研磨抛光-点测-切割-扩张-目检-包装。
1.上支架-点底胶-放芯片-烘烤固晶-金丝键合-模具灌胶-插支架-离模-后固化-切脚 -测试-光色分选-包装(草帽管、食人鱼等)。
2.上支架-点底胶-放芯片-烘烤固晶-金丝键合-点荧光胶-外壳灌封-测试-光色分选-包装(大功率LED)。
下游:LED光源的应用
光源模组、替代光源、灯具、灯条灯带、广告灯箱、灯光工程、家居装饰、显示屏、汽车尾灯植物生长、医疗、手机笔记本电视的背光源等等。
LED芯片种类
LED的封装
主要有三种封装方式
1. 环氧树脂封装工艺:
优点:密封性好、 抗震性强、 防护能力好、成本低。
缺点:散热效果不佳、耐黄变能力弱、应力大、抗紫外能力弱,焊接温度过高易开裂。故主要作为普光LED外封胶。
2. 硅树脂封装工艺:
优点:高折射率,高透光率,密封性能优于硅胶,散热能力介于环氧树脂和硅胶之间,具有树脂和硅胶的部分特性。
缺点:应力较硅胶大,防潮或焊接不当易出现胶裂/分层硅树脂由于价格昂贵,主要作为高亮度级白光LED外封胶。
3. 硅胶封装工艺:
优点:热膨胀系数小,散热性能好、应力较小、紫光能力强、回流焊时不容易胶裂、耐黄变能力强。
缺点:密封性不佳、防护能力弱、抗震性差,具有透氧透湿特性,用于户外时需对灯体结构进行二次防护处理硅脂相对价格较贵,主要作为对光衰有要求的白光LED封胶。
头疼的散热问题
LED在工作过程中会放出大量的热,使结温迅速上升,热阻变大。输入功率越高,发热效应越大。温度的升高将导致器件性能变化与衰减,非辐射复合增加,器件的漏电流增加,半导体材料缺陷增长,金属电极电迁移,封装用环氧树脂黄化等等,严重影响LED的光电参数。甚至使功率LED失效。因此,对于LED器件,降低热阻与结温、对发光二极管的热特性进行研究显得日趋重要。
配光可以控制LED灯具的照射范围,照射方向,估计有效安装高度、射程(当然跟光源有关系),照射范围里的大概照度如何、照明环境的布光效果等。
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