LED制作流程精

1、LED制作流程(2010/01/20 16:34)LED封装LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有 电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LEDbLED的核心发光部分是由 P型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结的少数载流 子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的

2、所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规 5mm型 LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结 或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。 反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有 这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质（掺或不掺散色剂）,起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯

3、内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次绝缘性，机械强度，对管芯发出封装几何形状对光子逸出效率的影响 封装透镜所用材质和形状有关。相应的视角较小；如果顶部的树脂透反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性， 光的折射率和透射率高。 选择不同折射率的封装材料， 是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、 若采用尖形树脂透镜， 可使光集中到LED的轴线方向， 镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。一般情况下，LED的发光波长随温度变化为 0. 2-0 . 3nm

4、/C,光谱宽度随之增加，影 响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，降低结温，多数LED的驱动电流限制在20mA 目前，很多功率型 LED的驱动电流可以 全新的LED封装设计理念和低热阻封装结温度每升高1C, LED的发光强度会相应地减少1 %左右，封装散热；时保持色纯度与发光强 度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法， 左右。但是，LED的光输出会随电流的增大而增加， 达到70mA 100mA甚至1A级，需要改进封装结构，PCB线构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金 属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装

5、在热沉上等方法。此外，在应用设计中， 路板等的热设计、导热性能也十分重要。LED光效已进入21世纪后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙达到1001m/ W 绿LED为501m/W 单只LED的光通量也达到数十 Im。LED芯片和封装不再 沿龚传统的设计理念与制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于改变材料内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强LED内部产生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计， 改进光学性能，加速表面贴装化 SMD进程更是产业界研发的主流方向。1、产品封装结构类型自上世纪九十年代以来，

6、LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形 结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度（led以上）红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市，如表1所示，2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列， 品种、规格的产品。LED产品封装结构的类型如表 2所示，也有根据发光颜色、芯片材料、发光亮度、尺寸 大小等情况特征来分类的。 单个管芯一般构成点光源， 多个管芯组装一般可构成面光源和线 光源，作信息、状态指示

7、及显示用，发光显示器也是用多个管芯，通过管芯的适当连接（包括串联和并联）与合适的光学结构组合而成的，构成发光显示器的发光段和发光点。表面贴 装LED可逐渐替代引脚式 LED应用设计更灵活，已在 LED显示市场中占有一定的份额，有 加速发展趋势。固体照明光源有部分产品上市，成为今后LED的中、长期发展方向。2、引脚式封装LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，品种数量繁多，技术成熟度较高，封装内结构与反射层仍在不断改进。标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案，典型的传统LED安置在能承受0. 1W输入功率的包封内，其90%的热量

8、是由负极的引脚架散发至PCB板,再散发到空气中，如何降低工作时pn结的温升是封装与应用必须考虑的。包封材料多采用高温固化环氧树脂，其光性能优良，工艺适应性好，产品可*性高，可做成有色透明或无色透明和有色散射或无色散射的透镜封装，不同的透镜形状构成多种外形及尺寸，例如，圆形按直径分为2mm3mm4. 4mm5mm7mm等数种，环氧树脂的不同组份可产生不同的发光效果。花 色点光源有多种不同的封装结构：陶瓷底座环氧树脂封装具有较好的工作温度性能，引脚可弯曲成所需形状，体积小；金属底座塑料反射罩式封装是一种节能指示灯，适作电源指示用；闪烁式将CMO振荡电路芯片与LED管芯组合封装，可自行产生较强视觉冲

9、击的闪烁光；双 色型由两种不同发光颜色的管芯组成，封装在同一环氧树脂透镜中，除双色外还可获得第三种的混合色，在大屏幕显示系统中的应用极为广泛，并可封装组成双色显示器件；电压型将恒流源芯片与LED管芯组合封装，可直接替代524V的各种电压指示灯。 面光源是多个LED 管芯粘结在微型PCE板的规定位置上，采用塑料反射框罩并灌封环氧树脂而形成，PCE板的不同设计确定外引线排列和连接方式，有双列直插与单列直插等结构形式。点、面光源现已开发出数百种封装外形及尺寸，供市场及客户适用。LED发光显示器可由数码管或米字管、符号管、矩陈管组成各种多位产品，由实际需求 设计成各种形状与结构。以数码管为例，有反射罩

10、式、单片集成式、单条七段式等三种封装结构，连接方式有共阳极和共阴极两种，一位就是通常说的数码管， 两位以上的一般称作显示器。反射罩式具有字型大，用料省，组装灵活的混合封装特点，一般用白色塑料制作成带反射腔的七段形外壳，将单个 LED管芯粘结在与反射罩的七个反射腔互相对位的P CB板上,每个反射腔底部的中心位置是管芯形成的发光区，用压焊方法键合引线， 在反射罩内滴人环氧树脂，与粘好管芯的 PCB板对位粘合，然后固化即成。反射罩式又分为空封和实封两种，前者采用散射剂与染料的环氧树脂，多用于单位、双位器件；后者上盖滤色片与匀光膜，并单片集成式 粘LED芯片，经压焊、 大多是专在管芯与底板上涂透明绝缘

11、胶，提高出光效率，一般用于四位以上的数字显示。是在发光材料晶片上制作大量七段数码显示器图形管芯，然后划片分割成单片图形管芯，结、压焊、封装带透镜（俗称鱼眼透镜）的外壳。单条七段式将已制作好的大面积 划割成内含一只或多只管芯的发光条，如此同样的七条粘结在数码字形的可伐架上，环氧树脂封装构成。单片式、单条式的特点是微小型化，可采用双列直插式封装，用产品。LED光柱显示器在106mm长度的线路板上，安置101只管芯（最多可达201只管芯）, 属于高密度封装，利用光学的折射原理，使点光源通过透明罩壳的13-15条光栅成像，完成每只管芯由点到线的显示，封装技术较为复杂。半导体pn结的电致发光机理决定 L

12、ED不可能产生具有连续光谱的白光，同时单只LED也不可能产生两种以上的高亮度单色光，只能在封装时借助荧光物质，蓝或紫外LED管芯上涂敷荧光粉，间接产生宽带光谱，合成白光；或采用几种（两种或三种、多种）发不同色光的管芯封装在一个组件外壳内，通过色光的混合构成白光LED这两种方法都取得实用化，日本2000年生产白光LED达1亿只，发展成一类稳定地发白光的产品，并将多只白光LED设计组装成对光通量要求不高，以局部装饰作用为主，追求新潮的电光源。3、表面贴装封装在2002年，表面贴装封装的LED（SMD_ED）逐渐被市场所接受，并获得一定的市场份额, 从引脚式封装转向 SMD符合整个电子行业发展大趋势

13、，很多生产厂商推出此类产品。早期的SMD LED大多采用带透明塑料体的SOT-23改进型，外形尺寸3. 04X 1. 11mm卷盘式容器编带包装。在SOT-23基础上，研发出带透镜的高亮度 SM啲SLM-125系列，SLM-245 系列LED,前者为单色发光，后者为双色或三色发光。近些年，SMDLED成为一个发展热点，很好地解决了亮度、视角、平整度、可*性、一致性等问题，采用更轻的PCB板和反射层材料，在显示反射层需要填充的环氧树脂更少，并去除较重的碳钢材料引脚，通过缩小尺寸， 降低重量，可轻易地将产品重量减轻一半，最终使应用更趋完美，尤其适合户内，半户外全彩显示屏应用。表3示出常见的SMD

14、LED的几种尺寸，以及根据尺寸 （加上必要的间隙）计算出来的最佳 观视距离。焊盘是其散热的重要渠道，厂商提供的SMD LED勺数据都是以4. 0X4. 0mm勺焊盘为基础的，采用回流焊可设计成焊盘与引脚相等。超高亮度LED产品可采用P LCC塑封带引线片式载体）-2封装，外形尺寸为3. 0X2. 8mm通过独特方法装配高亮度管芯，产品 热阻为400KZW可按CECC方式焊接，其发光强度在 50mA驱动电流下达1250mcd。七段式的 一位、两位、三位和四位数码SMD LED显示器件的字符高度为 5. 08-12 . 7mm显示尺寸选择范围宽。P LCC封装避免了引脚七段数码显示器所需的手工插入

15、与引脚对齐工序，符合自 动拾取一贴装设备的生产要求，应用设计空间灵活，显示鲜艳清晰。多色P LCC封装带有一个外部反射器，可简便地与发光管或光导相结合，用反射型替代目前的透射型光学设计，为大范围区域提供统一的照明，研发在3. 5V、1A驱动条件下工作的功率型 SMD LED封装。4、功率型封装LED芯片及封装向大功率方向发展，在大电流下产生比5mmLE大 10-20倍的光通量，必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题，因此，管壳及封装也是其关键技术，能承受数 W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开 始供货，白光LED光输出达1871m光效44.

16、 31m/W绿光衰问题，开发出可承受 10W功率的 LED大面积管；匕尺寸为 2. 5X 2. 5mm可在5A电流下工作，光输出达 2001m,作为固体 照明光源有很大发展空间。Luxe on系列功率LED是将A1Ga InN功率型倒装管芯倒装焊接在具有焊料凸点的硅载体上，然后把完成倒装焊接的硅载体装入热沉与管壳中，键合引线进行封装。 这种封装对于取光效率，散热性能，加大工作电流密度的设计都是最佳的。其主要特点：热阻低，一般仅为 14C/ W只有常规LED的1 /10;可*性高，封装内部填充稳定的柔性胶凝体，在-40- 120C范围，不会因温度骤变产生的内应力，使金丝与引线框架断开，并防止环氧

17、树脂透镜变黄， 引线框架也不会因氧化而玷污；反射杯和透镜的最佳设计使辐射图样可控和光学效率最高。 另外，其输出光功率，外量子效率等性能优异，将LED固体光源发展到一个新水平。Norlux系列功率LED的封装结构为六角形铝板作底座(使其不导电)的多芯片组合，底座直径31. 75mm发光区位于其中心部位， 直径约(0.375 X 25. 4)mm可容纳40只LED管芯, 铝板同时作为热衬。 管芯的键合引线通过底座上制作的两个接触点与正、负极连接，根据所需输出光功率的大小来确定底座上排列管芯的数目，可组合封装的超高亮度的AlGaInN和AlGaInP管芯，其发射光分别为单色，彩色或合成的白色，最后用

18、高折射率的材料按光学设 计形状进行包封。这种封装采用常规管芯高密度组合封装，取光效率高，热阻低，较好地保护管芯与键合引线，在大电流下有较高的光输出功率，也是一种有发展前景的 LED固体光源。在应用中，可将已封装产品组装在一个带有铝夹层的金属芯PCB板上，形成功率密度LED PCB板作为器件电极连接的布线之用，铝芯夹层则可作热衬使用，获得较高的发光通 量和光电转换效率。此外，封装好的SMD LED体积很小，可灵活地组合起来，构成模块型、导光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。功率型LED的热特性直接影响到 LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等, 因此，对功率型 LED芯片的封装

19、设计、制造技术更显得尤为重要。led光谱晶片，什么是led晶片？、LED晶片的作用:LED晶片为LED的主要原材料，LED主要依靠晶片来发光。二、LED晶片的组成主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(S i)这几种元素中的若干种组成。三、LED晶片的分类1、按发光亮度分:般亮度：R、H、G、Y、E等高亮度：VG、VY、SR等超高亮度：UG UY、UR、UYS、URF、UE等E、F、2、不可见光（红外线）：R、红外线接收管：PT光电管：PD按组成元素分:SIR、VIR、HIR二元晶片（磷、镓）:H、三元晶片（磷、镓、砷）:SR、HR、UR等四元晶片（磷、铝、镓、铟）:

20、SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE UG四、LED晶片特性表（详见下表介绍）LED晶片型号发光颜色组成元素波长（nm晶片型号发光颜色组成元素波长（nmSBI 蓝色 InGaN/sic 430 HY 超亮黄色 AIGaInP 595SBK较亮蓝色 lnGaN/sic 468 SE 高亮桔色 GaAsP/GaP 610DBK较亮蓝色 GaunN/Gan 470 HE 超亮桔色 AlGalnP 620SGL青绿色 lnGaN/sic 502 UE 最亮桔色 AlGalnP 620DGL较亮青绿色 LnGaN/GaN 505 URF最亮红色 AlGalnP 630DGM较亮青

21、绿色 lnGaN 523 E 桔色 GaAsP/GaP635PG纯绿 GaP 555 R 红色 GAaAsP 655SG标准绿 GaP 560 SR较亮红色 GaA/AS 660G绿色GaP 565 HR超亮红色 GaAlAs 660VG较亮绿色 GaP 565 UR最亮红色 GaAlAs 660UG最亮绿色 AIGalnP 574 H 高红 GaP 697Y黄色 GaAsP/GaP585 HIR红外线 GaAIAs 850VY较亮黄色 GaAsP/GaP 585 SIR 红外线 GaAIAs 880UYS最亮黄色 AIGalnP 587 VIR 红外线 GaAIAs 940UY最亮黄色 Al

22、GalnP 595 IR 红外线 GaAs 940五、注意事项及其它1、E、汉光LED晶片厂商名称： A 光磊（ED）B、国联（FPD C、鼎元（TK）D华上（AOQ （HL） F、AXT G 广稼2、LED晶片在生产使用过程中需注意静电防护。六、补充LED显示屏（LED panel）: LED就是light emitting diode，发光二极管的英文缩写,简称LEDb它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、 动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本

23、和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂,以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影， 广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、 工业企业管理和其它公共场所。它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿 命长、耐冲击、性能稳定。六、LED显示屏常用术语解释1、LED亮度发光二极管的亮度一般用发光强度（Luminous Intensity） 表示,单位是坎德拉cd ；1000ucd （微坎

24、德拉）=1 med （毫坎德拉），1000mcd=1 cd。室内用单只 LED的光强一般为 500ucd-50 med,而户外用单只 LED的光强一般应为100 mcd-1000 med,甚至1000 med以上。2、LED象素模块LED排列成矩阵或笔段，预制成标准大小的模块。室内显示屏常用的有8*8象素模块、8字7段数码模块。户外显示屏象素模块有4*4、8*8、8*16象素等规格。户外显示屏用的象素模块因为其每一象素由两只以上LED管束组成，固又称其为集管束模块。3、 象素（Pixel）与象素直径LED显示屏中每一个可被单独控制的LED发光单元（点）称为象素（或象元）。象素直径/是指每一象素

25、的直径，单位是毫米。对于室内显示屏，一般一个为单个LED,外形为圆形。室内显示屏象素直径校常见的有/ 3.0、/ 3.75、/ 5.0、/ 8.0 等，其中以/ 3.75 和/5.0 最多。在户外环境，为提高亮度，增加视距，一个象素含有两只以上集束LED由于两只以上10、集束LED一般不为圆形，固户外显示屏象素直径一般用两两象素平均间距表示： 11.5、 16、口 22、口 25。4、点间距、象素密度与信息容量LED显示屏的两两象素的中心距或点间距（Dot P itch）;单位面积内象素的数量称为象素密度；单位面积内所含显示内容的数量称为信息容量。这三者本质是描述同一概念：点间距是从两两象素间

26、的距离来反映象素密度，点间距和象素密度是显示屏的物理属性；信息容量则是象素密度的信息承载能力的数量单位。点间距越小，象素密度越高，信息容量越多，适合观看的距离越近。点间距越大，象素密度越低，信息容量越少，适合观看的距离越远。5、分辨率LED显示屏象素的行列数称为 LED显示屏的分辨率。分辨率是显示屏的象素总量，它决 定了一台显示屏的信息容量。6、LED 显示屏(LED Panel)将LED象素模块按照实际需要大小拼装排列成矩阵，配以专用显示驱动电路， 直流稳压电源，软件，框架以及外装饰等，即构成一台LED显示屏。7、灰度灰度是指象素发光明暗变化的程度，一种基色的灰度一般有8级至1024级。例如

27、，若每种基色的灰度为256级，对于双基色彩色屏，其显示颜色为256X 256=64K色，亦称该屏为256 色显示屏。8、双基色现今大多数彩色LED显示屏是双基色彩色屏，即每一个象素有两个 LED管芯：一为红光 管芯，一为绿光管芯。红光管芯亮时该象素为红色，绿光管芯亮时该象素为绿色，红绿两管芯同时亮时则该象素为黄色。其中红，绿称为基色。9、全彩色红绿双基色再加上蓝基色，三种基色就构成全彩色。由于构成全彩色的蓝色管和纯绿色管芯较贵，故目前全彩色屏相对较少。七、备注（名词解释）1、色温色温究竞是指什么？我们知道，通常人眼所见到的光线， 是由光的三原色（红绿蓝）组 成的7种色光的光谱所组成。色温就是专

28、门用来量度光线的颜色成分的。用以计算光线颜色成分的方法，是19世纪末由英国物理学家洛德？凯尔文所创立的，他制定出了一整套色温计算法，而其具体界定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。凯尔文认为，假定某一纯黑物体，能够将落在其上的所有热量吸收，而没有损失，同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话，它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如，当黑体受到的热力相当于 500550C时，就会变成暗红色，达到 1050 一 1150C时，就变成黄色因而，光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度相对应的。只不过色温是用凯尔文（° K、也就是绝对温度）的色温单位来表示， 而不是

29、用摄氏温度 （C） 单位表示的。在加热铁块的过程中， 黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最色温计算法就是根据以 任何光线的色温是相好例子。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光波时，它就由红转变橙黄色、 黄色最后变成白色，通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。上原理，用°K来表示受热钨丝所放射出光线的色温。根据这一原理， 当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。是由于时断时续的光谱在 摄影人都知道：有光才有色，颜色实际上是一种心理物理上的作用。所有颜色印象的产生,没有眼睛上的反应，所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。 光就没有色。彩色胶片的设计，一般是根

30、据能够真实地记录出某一特定色温的光源照明来进行的， 为5500 ° K日光型、3200 ° K灯光型等多种。因而，摄影家必须懂得采用与光源色温相同 的彩色胶卷，才会得到准确的色彩再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡，就不会对色彩进行准确的还原。 这时，我们就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温，使曝光条件与胶卷拟定的色温相匹配，才会有准确的色彩再现。 而数码照相机、摄像机等要求进行白平衡调整，实际上也就是对数码机器进行拍摄环境的基础色温定位。目的是同样的：为了色彩的准确再现。如何准确地进行色温定位？这就需要使用到“色温计”啦。一般情况下，正午10点至下午2点，晴朗无云的天

31、空，在没有太阳直射光的情况下，标准日光大约在52005500° K。新闻摄影灯的色温在3200° K; 一般钨丝灯、照相馆拍摄黑白照片使用的钨丝灯以及一般的普 通灯泡光的色温大约在2800° K;由于色温偏低，所以在这种情况下拍摄的照片扩印出来以 后会感到色彩偏黄色。而一般日光灯的色温在 72008500 K左右，所以在日光灯下拍摄的相片会偏青色。这都是因为拍摄环境的色温与拍摄机器设定的色温不对造成的。一般在扩印机上可以进行调整。 但如果拍摄现场有日光灯也有钨丝灯的情况，我们成为混合光源， 这种片子很难进行调整。综上所述，拍摄期间对色温的考量、设定以及调整就显得非

32、常重要。无论你是使用传统相机还是数码相机以及摄像机。都必须重视色温!2、光谱光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频 率）大小而依次排列的图案。光波是由原子内部运动的电子产生的.各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以这里我们先讲一下分光镜的构造原理.图6-18是分光镜的A三棱镜P和望远镜筒B组成的.平行光管 A的前方有L1折 并它们发射的光波也不同.研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义， 已成为一门专门的学科一一光谱学.下面简单介绍一些关于光谱的知识.（谱线）。通过望远镜筒B的目镜L3, 就可以摄下光谱的像。具有这种装分光镜观察光谱要

33、用分光镜， 构造原理示意图.它是由平行光管 一个宽度可以调节的狭缝 S,它位于透镜L1的焦平面处。从狭缝射入的光线经透镜 射后，变成平行光线射到三棱镜 P上。不同颜色的光经过三棱镜沿不同的折射方向射出, 在透镜L2后方的焦平面MN上分别会聚成不同颜色的像 就看到了放大的光谱像.如果在MME里放上照相底片，置的光谱仪器叫做摄谱仪。发射光谱有两种类型： 连续光谱和明（彩图6）。炽热的固 例如电灯丝发出的光、 炽热的钢水发出的光都发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。线光谱.连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱 体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。形成连续光谱。只含有一些

34、不连续的亮线的光谱叫做明线光谱（彩图7）。明线光谱中的亮线叫做谱线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子光谱。观察气体的原子光谱，可以使用光谱管（图6-19 ）,它是一支中间比较细的封闭的玻璃管，里面装有低压气体，管的两端有两个电极。 把两个电极接到高压电源上，管里稀薄气体发生辉光放电，产生一定颜色的光。使它们观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧,气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱.实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同， 每种元素的原子都有一定的明线光谱.彩利用原子的

35、特征谱线可以鉴别物质和研究原子的结构。（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些叫做吸收光谱。例如，让弧光灯发出的白光通过温度较，然后用分光镜来 &分光镜的分辨本领图7就是几种元素的明线光谱。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明 线光谱的谱线叫做原子的特征谱线。这就是钠原子的吸收光谱.值得注意的是，各种原子的吸吸收光谱高温物体发出的白光 波长的光被物质吸收后产生的光谱， 低的钠气（在酒精灯的灯心上放一些食盐，食盐受热分解就会产生钠气） 观察，就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线（见彩图 不够高时，只能看见一条暗线）收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射

36、光谱中的一条明线相对应.这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光.因此，吸收光谱中的谱线（暗线），也是原子的特征谱线，只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少.二、LED的各类应用:LED的应用主要可分为三大类：LCD屏背光、LED照明、LED显示。1、 小尺寸1.5寸到3.5寸LCD屏的背光:例如手机、PDA MP3/4等便携设备的LCD屏都需要LED来背光。2、7寸LCD屏的背光（如数码相框）3、大尺寸LCD屏的背光（如 LCD TV/Monitor、笔记本电脑）：目前大部分LCDTV/Monitor、笔记本电脑的LCD屏是采用的CCFL荧光灯管做背光，因

37、CCFL寿命、环保等不利原因目前正朝向采用 LED背光发展。按LCD屏的尺寸大小一般需要 数十个到上百个白光 LED做背光，而其LED驱动IC市场潜力将会很大。4、LED手电筒:小功率LED手电筒、强光LED手电筒、LED矿灯。5、LED草地灯:照明经过白炽灯、日光灯, 的普及了，这里需要超高亮度的 本考量也是一个关键。6、LED照明:到现在比较普遍的节能灯，再下个阶段应该就是 LED照明灯LED超长寿命、极低功耗将是LED灯很大的优势，同时成7、LED显示:我们在公交车、地铁里都能看到各样的LED字幕显示屏，并且在户外也有不少大屏幕LED点阵显示屏幕，从远处看就是一个比较清晰的超大屏幕电视机

38、。这里需要用到专用的 LED显示控制芯片。提高LED发光效率的技术：（本段由唐志海友情提供，欢迎大家指教）一、透明衬底技术InGaAIP LED通常是在 GaAs衬底上外延生长InGaAlP发光区GaP窗 口区制备而成。与InGaAlP相比，GaAs材料具有小得多的禁带宽度，因此，当短波长的光从发光区与窗口表面射入GaAs衬底时，将被悉数吸收，成为器件出光效率不高的主要原因。在衬底与限制层之 间生长一个布喇格反射区，能将垂直射向衬底的光反射回发光区或窗口，部分改善了器件的出光特性。一个更为有效的方法是先去除GaAs衬底，代之于全透明的 GaP晶体。由于芯片内除去了衬底吸收区，使量子效率从4%提

39、升到了 25-30 %。为进一步减小电极区的吸收，有人将这种透明衬底型的InGaAlP器件制作成截角倒锥体的外形，使量子效率有了更大的提 咼。二、金属膜反射技术透明衬底制程首先起源于美国的HP Lumileds等公司，金属膜反射法主要有日本、台湾厂商进行了大量的研究与发展。这种制程不但回避了透明衬底专利，而且，更利于规模生产。其效果可以说与透明衬底法具有异曲同工之妙。该制程通常谓之MB制程，首先去除GaAs衬底，然后在其表面与 Si基底表面同时蒸镀 Al质金属膜，然后在一定的温度与压力下熔接 在一起。如此，从发光层照射到基板的光线被Al质金属膜层反射至芯片表面，从而使器件的发光效率提高2.5倍

40、以上。三、表面微结构技术表面微结构制程是提高器件出光效率的又一个有效技术，该技术的基本要点是在芯片表面刻蚀大量尺寸为光波长量级的小结构，每个结构呈截角四面体状，如此不但扩展了出光面积，而且改变了光在芯片表面处的折射方向，从而使透光效率明显提高。测量指出，对于窗口层厚度为20µm的器件，出光效率可增长 30%。当窗口层厚度减至10µm时, 出光效率将有60%的改进。对于585-625nm波长的LED器件，制作纹理结构后，发光效率可 达30lm/w，其值已接近透明衬底器件的水平。LED结构层，由P/N结发光区发出的光透过为获得良好的电流扩展，需要通过蒸镀技P

41、区引线通过该层金属薄膜引出。为获得四、倒装芯片技术通过MOCV技术在兰宝石衬底上生长 GaN基 上面的P型区射出。由于P型GaN传导性能不佳， 术在P区表面形成一层 Ni-Au组成的金属电极层。好的电流扩展，Ni-Au金属电极层就不能太薄。为此，器件的发光效率就会受到很大影响， 通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。但无论在什么情况下， 金属薄膜的存在，总会使透光性能变差。此外，引线焊点的存在也使器件的出光效率受到影响。采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上面的问题。五、芯片键合技术光电子器件对所需要的材料在性能上有一定的要求，通常都需要有大的带宽差和在材料的折射指数上要有很大的变化。不幸的是，一般没有天然的这种材料。用同质外延生长技术 一般都不能形成所需要的带宽差和折射指数差，而用通常的异质外延技术，如在硅片上外延GaAs和InP等，不仅成本较高，而且结合接口的位错密度也非