LED初期常识培训[资料课件VIP

1、LED初期常识培训资料LED技术培训一.LED的原理、结构二.LED的发展历程三.LED的主要参数四.LED的主要封装形式五.LED的封装流程六.光圣半导体的质量控制和技术优势七.LED的注意事项LED初期常识培训资料 一、LED的结构及原理 1.光的定义 光是一种电磁波，它的波长区间从几个（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红光长的称为红外光。 2.LED的结构 LED 是英文 light emitting diode

2、 （发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用新型材料(如环氧树脂)密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。LED初期常识培训资料 发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片，在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层，称为 p-n 结。在 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能LED初期常识培训资料 3.P層與N層之接合狀況 4. LED晶片的元素為III-V族化合半導體（周期表）LED初期常识培训资料二、LED的发展历程 LED

3、发展历史划分为四个阶段。LED初期常识培训资料第一个阶段是从1962年LED实现商品化到上世纪80年代初的近20年时间，这段时间的发展奠定了普亮LED的技术和市场基础，使得LED在状态指示领域得到广泛应用。这一阶段的特点是：1）使用间接带隙的半导体材料GaAsP、GaP等；2）材料生长采用氯化物气相外延法（HVPE）和液相外延（LPE）；3）在GaAsP、GaP材料中加入N、Zn、O等杂质元素，在GaAsP、GaP中形成的等电子陷阱，其发光的微观机理是等电子陷阱复合，发光效率比最初的间接带隙材料带间跃迁提高很多，流明效率达到1 lm/W左右，与Edison发明的白炽灯量子效率接近；4）通过调整

4、GaAsP材料中As和P的组分，实现了GaAs1-XPX：N材料较短波长的LED光发射，商品化的LED波长范围从单一的红色，扩展到红、橙、黄几种颜色；5）改变GaP材料掺杂元素，实现了GaP系材料的红光LED（GaP:Zn,O）、黄绿光LED（GaP:N）商品化。LED初期常识培训资料 第二个阶段从上世纪80年代初到90年代初，这个阶段红色和红外高亮度LED研制取得突破，外量子效率达到8%，流明效率又提高了一个数量级，接近10 lm/W，在户内显示屏等领域开始应用，但是因为GaAlAs三元系材料光衰比较严重，在户外大屏幕和交通信号灯方面的应用受到限制。这个阶段的主要特点是： 使用了直接带隙的G

5、aAlAs三元系材料； 液相外延（LPE）技术更加成熟，材料生长质量提高，价格下降，促进了LED的大规模使用； 发光机理由杂质发光变为带间竖直跃迁，跃迁几率大大增加，电光转换的内量子效率和流明效率都有了大幅度提高； 发光层结构由同质结，发展到异质结、双异质结。LED初期常识培训资料 第三个阶段主要是上世纪最后十年，1991年日本东芝公司和美国HP公司分别研制成GaAlInP红、橙超高亮度LED，1992年上述两家公司又分别研制出GaAlInP黄色（590 nm）以及更短一些波长（573nm，黄绿色）。1993年日本Nichia公司Nakamura S 成功开发出蓝光（450 nm）LED，很快

6、又推出了商品化的绿光（505nm）LED，LED实现了全彩化、超高亮度化。这一阶段的主要特点是： 1）直接带隙材料GaAlInP、InGaN材料系的大量使用，实现了LED的全彩化和超高亮度化 2）MOCVD和MBE技术引入LED的研究和生产； 3）新的发光层结构和器件结构层出不穷，如单量子阱、多量子阱、布拉格反射层、透明衬底、透明电极、表面纹理、梯形切割等； 4）全彩化和超高亮度化的实现扩大了LED的应用范围，使LED产业迅速扩大。LED由状态指示和室内屏幕显示，扩大到户外全彩显示，在交通信号灯方面的应用得到普及，LED已经在装饰照明、景观照明、汽车照明、仪器仪表照明等特种照明领域开始应用，并

7、逐渐向普通照明领域发展。LED初期常识培训资料目前，正在经历LED技术发展的第四个阶段，这一阶段开始于上世纪末，发展的目标是研究高效率、全固态、环保的LED光源，推进LED在照明领域的应用。同传统的LED相比，大功率LED对发光效率、输出光通量等提出了更高的要求，二者的差别已经超越了量变的范畴，产生了质变，因此大功率LED进入普通照明领域的过程中，对LED整个产业链都提出了新的技术要求，从外延层的结构设计、材料生长（上游），芯片结构的设计、芯片制作（中游），封装结构设计、封装工艺（下游），直到大功率LED照明灯具的设计（应用）等都出现了许多新的研究课题，吸引了国内外研究机构和产业界众多科技工作

8、者的研究兴趣。LED初期常识培训资料三、LED的主要参数 波长：光的色彩强弱是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。能见到的光的波长，范围在380至780nm之间。单位：纳米（nm） LED初期常识培训资料 亮度：亮度是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。单位：尼特（nit） 光强：指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。单位：烛光（cd） 光通量：光通量F是表征LED总光输出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。F为LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关。随着电流增加，LED光通量随之增大。可见光LED的光通量单位为流明（lm）。LED向

9、外辐射的功率光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。目前单色LED的光通量最大约1 lm，白光LED的F1.51.8 lm（小芯片），对于1mm1mm的功率级芯片制成白光LED，其F=18 lm。LED初期常识培训资料 光效：光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。单位：每瓦流明（Lm/w）。 显色性：光源对物体呈现的程度，也就是颜色的逼真程度。通常叫做显色指数。单位：Ra。 色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。单位：开尔文（k）。 LED初期常识培训资料 IV特性: 是LED芯片pn结制备性能主要参数。LED的I

10、-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。 LED在其电流极限参数范围内流 过LED的电流越大,它的发光亮度 越高.即LED的亮度与通过LED的 电流成正比.但绿光和蓝光及白 光在大电流情况下会出现饱和现 象,不仅发光效率大幅降低,而且 使用寿命也会缩 短. LED初期常识培训资料四、 LED的主要封装形式 1.直插式 早期出现的产物，它的封装采用灌封的形式.灌封的过程是先在LED成型模腔内注液态环氧树脂,然后插入压焊好的LED支架,放入烘箱中让环氧树脂固化后,将LED从模腔中脱离出即成型.由于制造工艺相对简单、成本低,有着较高的市场占有率. 2. 贴片式LED贴片LED是贴于线路板表面的,适合SMT加工,可回流焊,很好地解决了亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题,采用了更轻的PCB板和反射层材料,改进后去掉了直插LED较重的碳钢材料引脚,使显示反射层需要填充的环氧树脂更少,目的是缩小尺寸,降低重量.这样,表面贴装LED可轻易地将产品重量减轻一半,最终使应用更加完美. LED初期常识培训资料 3.大功率LED大功率LED是指拥有大额定工作电流的发光二极管。普通LED功率一般为0.05W、工作电流为20mA，而