学习单元3LED检测与安装 精课件

1学习单元3LED的检测与安装3.1LED技术参数与技术标准3.2LED技术参数的测量3.3LED的安全认证3.4LED分选技术3.5LED的焊接与安装

1学习单元3LED的检测与安装3.1LED技术参数与技术13.1LED技术参数与技术标准

2.LED技术标准与发展动向1LED技术参数

提纲3.1LED技术参数与技术标准

2.LED技术标准与发展21.LED技术参数

1）光学参数2）电学参数3）热特性参数4）不同应用场合对LED的参数要求

1.LED技术参数1）光学参数3LED相关技术标准现状与发展动向1）LED国际标准ACIE标准CIEl27--1997{LED测试方法》(2)CIE／ISOLED强制测试标准BIEC标准IEC62031：普通照明用LED模块的安全要求IEC60838．2—2：杂类灯座第2．2部分：LED模块用连接器特殊要求IEC62384:LED模块用交／直流电子控制装置的性能要求LED相关技术标准现状与发展动向ACIE标准4

LED模块和控制器相关标准的结构图LED模块和控制器相关标准的结构图52)国内LED相关标准在20世纪80年代，我国原第四机械工业部发布过关于LED测试法的行业标准，即《半导体发光二极管测试方法》和sJ2658—86《半导体红外发光二极管测试方法》。因为这两个行业标准标龄过长，检测项目和检测方法陈旧过时，对高亮度和功率型LED不再适用。在1990年和2002年，我国先后发布了与LED相关的两个推荐性国家标准，它们分别是GB／T12561—1990《发光二极管空白详细规范》和GB／T18904．3—2002《半导体器件12．3：光电子器件——显示用发光二极管空白详细规范》2)国内LED相关标准在20世纪80年代，我63)LED标准体系

LED的标准体系包括LED芯片标准、LED封装技术标准、LED产品标准和系统标准等若干标准。其中，LED产品标准又分为基础标准、方法标准、性能标准和安全标准，产品标准还可以分为LED测试方法标准、LED光源通用标准、LED附件通用标准、LED连接件通用标准及LED灯具标准等；LED系统标准可分为测量标准、节能设计标准、使用规范标准、节电效益评价标准等。此外，LED系统标准还可以按照适用特点来分类。3)LED标准体系LED的标准体系包括L73.2LED技术参数的测量2LED电学参数的测量

3LED热学参数的测量

1LED光学参数的测量提纲3.2LED技术参数的测量2LED电学参数的测量3L81LED光学参数的测量

1)LED光学测量应注意的问题A测量的标准。B光度测量传感器的光谱响应。C测量的方向性。在LED的测试供电驱动中，LED本身结温的升高对电参数和发光的影响不容忽视。因此，测量时的环境温度及器件的温度平衡是非常重要的一项测量条件。1LED光学参数的测量1)LED光学测量应注意的问题A92）LED发光强度的测量测量LED平均光强的标准条件示意图2）LED发光强度的测量测量LED平均光强的标准条件示意图10条件测量距离（mm）探测器面积(mm2）,(直径)(mm)立体角(sr)平面角AB316100100(11.3)100(11.3)0.0010.01206.50CIE测定LED平均光强的条件A和B条件测量距离（mm）探测器面积(mm2）,(直径)(mm)11光电探测器光谱响应曲线光电探测器光谱响应曲线12光电探测器面响应均匀度三维示意图

光电探测器面响应均匀度三维示意图133）LED总光通量的测量A实测结果与f1’值之间无规律性关系3）LED总光通量的测量A实测结果与f1’值之间无规律性14不同温度时绿光LED的光谱

不同温度时绿光LED的光谱15B测量中的自吸收效应及其校正同一管子不同位置的自吸收B测量中的自吸收效应及其校正同一管子不同位置的自吸收16LED类型总光通量（lm）在球内位置2放置相应的LED球内不放LEDφ3mm0.7310.762φ5mm1.0771.112φ8mm1.7511.924椭球形O．9240.983不同尺寸和形状的LED的自吸收效应

LED类型总光通量（lm）在球内位置2放置相应的LED球内不17自吸收效应的两种校正方案国外便携式LED光通量测试仪

自吸收效应的两种校正方案国外便携式LED光通量测试仪184)LED光谱半宽度的测量单色LED真实的半宽度

种光源拍频的结果

4)LED光谱半宽度的测量单色LED真实的半宽度种光源192LED电学参数的测量1)大功率LED的测试

直流电压源的使用和调节

2LED电学参数的测量1)大功率LED的测试直流电压源202)插件式单颗LED（功率为0.2W）的测试2)插件式单颗LED（功率为0.2W）的测试213）贴片式单颗LED（功率为1W）的测试

LUxeon&Lambert单颗LED的识别

3）贴片式单颗LED（功率为1W）的测试LUxeon224)LED的极性判别及其简易测试双表法测量LED的接线图4)LED的极性判别及其简易测试双表法测量LED的接线图235)LED电容的测量

LED结构的等效电路

5)LED电容的测量LED结构的等效电路243种LED暗态电容测量结果

3种LED暗态电容测量结果253LED热学参数的测量

1）LED温度测量系统

LED温度测量系统组成框图

LED驱动电路3LED热学参数的测量1）LED温度测量系统LED温262）测试实例及测试结果编号光色外形功率（W）1白大功率型封装12红大功率型封装13绿大功率型封装14蓝大功率型封装15黄草帽形封装0.066红草帽形封装O.067绿草帽形封装0.068蓝草帽形封装O.062）测试实例及测试结果编号光色外形功率（W）1白大功率型封装271至4号LED在设定温度下的相对光通输出5至8号LED在设定温度下的相对光通输出

1至4号LED在设定温度下的相对光通输出5至8号LED在设定283.3LED的安全认证

2安全认证中处理镭射问题方法1大功率LED具有激光的某些特性

提纲3.3LED的安全认证

2安全认证中处理镭射问题方法1291大功率LED具有激光的某些特性

1级激光／LED：在能预见到的使用条件下均是安全的。

2级激光／LED：通过人的眨眼动作保护眼睛免受伤害。

3A级激光／LED：不通过光学装置观测光线，不会有伤害

3B级激光／LED：直接看光束通常是危险的，但漫反射是无害的。

4级激光／LED：即使是漫反射，也有灼伤人眼和皮肤的危险。在UL向安全测试工程师发出的警报信中，附有一份当时VDE有关激光和LED的申明，并要求UL测试工程师在处理这些产品的申请时采用VDE的一些做法。1大功率LED具有激光的某些特性1级激光／LED：302安全认证中处理镭射问题方法

为了避免昂贵的测试费用，LED灯具应当按以下方式来处理：如果LED的光强低，可能仅相当于1级激光。在所有其他情况下，提供一份声明，表明LED模块不超过IEC／EN60825．11级。如果不能提供上述声明或测试工程人员认为仅通过判定不可靠，则应当执行IEC／EN60825．1的测试。2安全认证中处理镭射问题方法为了避免昂313.4LED分选技术2LED的分选方法

3LED分选技术的发展现状与趋势

1LED分选的必要性

提纲3.4LED分选技术2LED的分选方法3LED分选技32

人眼对于光的颜色和亮度的分辨率是比较高的；人眼对于不同颜色(波长)光的敏感度是不同的；在多个LED用作阵列显示和显示屏器件时，如不经过测试筛选，光色和亮度的不均匀都会给人带来不舒服的感觉。因此，对于LED的参数必须根据应用要求，按照主波长、光强、光通量、色温和工作电压、工作电流以及反向击穿电压等进行测试和分筛。1LED分选的必要性

人眼对于光的颜色和亮度的分辨率是比较高的；1LED分332LED的分选方法1）LED芯片的测试分选LED芯片分选机

LED测试分选机2LED的分选方法1）LED芯片的测试分选LED芯片分选机34封装后的LED成品应当按照发光波长、发光强度、发光角度和工作电压等光电参数进行测试分选，其结果是按用户要求或产品说明书将器件分成若干档和类别，然后LED测试分选机会自动根据设定的测试标准把器件分档并分装到相应的专用盒之内。2）LED成品的测试分选封装后的LED成品应当按照发光波长、发光强35LED芯片的测试分选设备比较复杂，技术含量较高，其硬件和系统软件通常是由不同厂家提供的，然后再将其集成在一起。LED分选技术的发展趋势是：1）在外延片的均匀度尚未得到较好控制之前，必须研发新一代快速低成本芯片测试分选设备。2）研发LED系统的长期性能和寿命快速测定评价技术(体系)，解决LED寿命测试问题。3）研究新的筛选和试验方法，剔除早期失效品，以保证LED产品的可靠性。3LED分选技术的发展现状与趋势

LED芯片的测试分选设备比较复杂，技术含量较高，其硬363.5LED的焊接与安装

2LED的焊接方法3手工焊接的步骤1LED引脚的成形方法提纲4LED安装的技术要求5LED显示器的焊接6清洗方法及使用注意事项3.5LED的焊接与安装2LED的焊接方法3手工焊接37在对LED进行焊接前，如果需要做引脚整形的话，必须要在焊接之前完成。引脚弯曲的地方与树脂封盖的距离不得小于5mm，而且保证不会有不恰当的外力作用于树脂，否则会使LED胶体里面的支架与金线分离。支架成形时，需保证引脚及间距与线路板一致。引脚在同一处的折叠次数不能超过3次。将引脚弯成900后再回到原位置为1次。引脚整形最好由专业人员用镊子等工具辅助完成。1LED引脚的成形方法在对LED进行焊接前，如果需要做引脚整形的话，必须要在焊接之38LED的焊接要求如下：不要将胶体浸到焊接溶液中去。在焊接温度回到正常以前，必须避免让LED受到任何的震动或外力作用。可接受的焊接条件如表2-5所示。2LED的焊接方法LED的焊接要求如下：2LED的焊接方法39焊接方式焊接条件烙铁（建议用温控烙铁）

预热温度为75℃±5℃，30s以内；烙铁蘸锡温度为260℃±5℃，时间控制在3s内（距离胶体边缘1.6mm）；烙铁焊接温度为300'C±5℃，时间控制在3s内（距离胶体边缘1.6mm）波峰焊预热温度为150～180℃，时间控制在90s以内；焊接温度为245℃±5℃，时间控制在5s内(距离胶体边缘1.6mm)回流焊焊接温度为2400C±5℃，时间控制在30s内（使锡不触及胶体）LED可接受的焊接条件焊接方式焊接条件烙铁（建议用温控烙铁）预热温403手工焊接的步骤1）准备焊接2）加热焊接3）清理焊接面4）检查焊点3手工焊接的步骤1）准备焊接41焊点形状的控制

焊点的俯视形状焊点形状的控制焊点的俯视形状42安装LED时有以下技术要求：LED的标志方向应按照图纸规定的要求，若装配图上没有指明方向，则应使标记向外易于辨认，并按从左到右、从下到上的顺序读出。LED的极性不得装错，安装前应套上相应的套管。安装高度应符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安装在同一高度上。LED在印制电路板上的分布应尽量均匀，疏密一致，排列整齐美观，不允许斜排、立体交叉和重叠排列。4LED安装的技术要求安装LED时有以下技术要求：4LED安装的技术要43电路板正面

电路板反面电路板正面电路板反面44焊接LED显示器时，要求在260℃的情况下焊接时间不要超过5s。塑胶反射镜底部离焊接表面至少要有3mm的距离。在300℃的情况下，焊接时间不要超过3s且烙铁功率小于30W。5LED显示器的焊接焊接LED显示器时，要求在260℃的情况下焊接时间不要超过545建议用超声波清洗LED。如果真的需要清洗而又没有超声波清洗设备，可用酒精或者氟利昂等清洗剂。勿用有机溶剂（如丙酮、天那水等）清洗或擦拭LED胶体，否则，会造成发光不正常或胶体内部破裂，导至LED内部金线与芯片过接处破坏。任何清洗方法都需在常温下进行，且清洗的时间不得超过1min。不要用水清洗LED，因清洗会使引脚生锈。6清洗方法及使用注意事项建议用超声波清洗LED。6清洗方法及使用注意事项46LED的极性不得接反，通常引线较长的为正极，引线较短的是负极。长期使用时温度不宜超过75℃。LED的正常工作电流为20mA，电压的微小波动(如O.lV)都将引起电流大幅度波动在发光亮度基本不变的情况下，采用脉冲电压驱动可以节省耗电。静电电压和电流的急剧增大将会对LED产生损害在给LED上锡时，加热锡的装置和烙铁必须接地，以防止静电损伤器件。务必不要在引脚变形的情况下安装LED。在通电情况下，避免80℃以上高温作业，如有高温作业，一定要做好散热。

LED的使用注意事项LED的极性不得接反，通常引线较长的为正极，引线较短的是负极4748学习单元3LED的检测与安装3.1LED技术参数与技术标准3.2LED技术参数的测量3.3LED的安全认证3.4LED分选技术3.5LED的焊接与安装

1学习单元3LED的检测与安装3.1LED技术参数与技术483.1LED技术参数与技术标准

2.LED技术标准与发展动向1LED技术参数

提纲3.1LED技术参数与技术标准

2.LED技术标准与发展491.LED技术参数

1）光学参数2）电学参数3）热特性参数4）不同应用场合对LED的参数要求

1.LED技术参数1）光学参数50LED相关技术标准现状与发展动向1）LED国际标准ACIE标准CIEl27--1997{LED测试方法》(2)CIE／ISOLED强制测试标准BIEC标准IEC62031：普通照明用LED模块的安全要求IEC60838．2—2：杂类灯座第2．2部分：LED模块用连接器特殊要求IEC62384:LED模块用交／直流电子控制装置的性能要求LED相关技术标准现状与发展动向ACIE标准51

LED模块和控制器相关标准的结构图LED模块和控制器相关标准的结构图522)国内LED相关标准在20世纪80年代，我国原第四机械工业部发布过关于LED测试法的行业标准，即《半导体发光二极管测试方法》和sJ2658—86《半导体红外发光二极管测试方法》。因为这两个行业标准标龄过长，检测项目和检测方法陈旧过时，对高亮度和功率型LED不再适用。在1990年和2002年，我国先后发布了与LED相关的两个推荐性国家标准，它们分别是GB／T12561—1990《发光二极管空白详细规范》和GB／T18904．3—2002《半导体器件12．3：光电子器件——显示用发光二极管空白详细规范》2)国内LED相关标准在20世纪80年代，我533)LED标准体系

LED的标准体系包括LED芯片标准、LED封装技术标准、LED产品标准和系统标准等若干标准。其中，LED产品标准又分为基础标准、方法标准、性能标准和安全标准，产品标准还可以分为LED测试方法标准、LED光源通用标准、LED附件通用标准、LED连接件通用标准及LED灯具标准等；LED系统标准可分为测量标准、节能设计标准、使用规范标准、节电效益评价标准等。此外，LED系统标准还可以按照适用特点来分类。3)LED标准体系LED的标准体系包括L543.2LED技术参数的测量2LED电学参数的测量

3LED热学参数的测量

1LED光学参数的测量提纲3.2LED技术参数的测量2LED电学参数的测量3L551LED光学参数的测量

1)LED光学测量应注意的问题A测量的标准。B光度测量传感器的光谱响应。C测量的方向性。在LED的测试供电驱动中，LED本身结温的升高对电参数和发光的影响不容忽视。因此，测量时的环境温度及器件的温度平衡是非常重要的一项测量条件。1LED光学参数的测量1)LED光学测量应注意的问题A562）LED发光强度的测量测量LED平均光强的标准条件示意图2）LED发光强度的测量测量LED平均光强的标准条件示意图57条件测量距离（mm）探测器面积(mm2）,(直径)(mm)立体角(sr)平面角AB316100100(11.3)100(11.3)0.0010.01206.50CIE测定LED平均光强的条件A和B条件测量距离（mm）探测器面积(mm2）,(直径)(mm)58光电探测器光谱响应曲线光电探测器光谱响应曲线59光电探测器面响应均匀度三维示意图

光电探测器面响应均匀度三维示意图603）LED总光通量的测量A实测结果与f1’值之间无规律性关系3）LED总光通量的测量A实测结果与f1’值之间无规律性61不同温度时绿光LED的光谱

不同温度时绿光LED的光谱62B测量中的自吸收效应及其校正同一管子不同位置的自吸收B测量中的自吸收效应及其校正同一管子不同位置的自吸收63LED类型总光通量（lm）在球内位置2放置相应的LED球内不放LEDφ3mm0.7310.762φ5mm1.0771.112φ8mm1.7511.924椭球形O．9240.983不同尺寸和形状的LED的自吸收效应

LED类型总光通量（lm）在球内位置2放置相应的LED球内不64自吸收效应的两种校正方案国外便携式LED光通量测试仪

自吸收效应的两种校正方案国外便携式LED光通量测试仪654)LED光谱半宽度的测量单色LED真实的半宽度

种光源拍频的结果

4)LED光谱半宽度的测量单色LED真实的半宽度种光源662LED电学参数的测量1)大功率LED的测试

直流电压源的使用和调节

2LED电学参数的测量1)大功率LED的测试直流电压源672)插件式单颗LED（功率为0.2W）的测试2)插件式单颗LED（功率为0.2W）的测试683）贴片式单颗LED（功率为1W）的测试

LUxeon&Lambert单颗LED的识别

3）贴片式单颗LED（功率为1W）的测试LUxeon694)LED的极性判别及其简易测试双表法测量LED的接线图4)LED的极性判别及其简易测试双表法测量LED的接线图705)LED电容的测量

LED结构的等效电路

5)LED电容的测量LED结构的等效电路713种LED暗态电容测量结果

3种LED暗态电容测量结果723LED热学参数的测量

1）LED温度测量系统

LED温度测量系统组成框图

LED驱动电路3LED热学参数的测量1）LED温度测量系统LED温732）测试实例及测试结果编号光色外形功率（W）1白大功率型封装12红大功率型封装13绿大功率型封装14蓝大功率型封装15黄草帽形封装0.066红草帽形封装O.067绿草帽形封装0.068蓝草帽形封装O.062）测试实例及测试结果编号光色外形功率（W）1白大功率型封装741至4号LED在设定温度下的相对光通输出5至8号LED在设定温度下的相对光通输出

1至4号LED在设定温度下的相对光通输出5至8号LED在设定753.3LED的安全认证

2安全认证中处理镭射问题方法1大功率LED具有激光的某些特性

提纲3.3LED的安全认证

2安全认证中处理镭射问题方法1761大功率LED具有激光的某些特性

1级激光／LED：在能预见到的使用条件下均是安全的。

2级激光／LED：通过人的眨眼动作保护眼睛免受伤害。

3A级激光／LED：不通过光学装置观测光线，不会有伤害

3B级激光／LED：直接看光束通常是危险的，但漫反射是无害的。

4级激光／LED：即使是漫反射，也有灼伤人眼和皮肤的危险。在UL向安全测试工程师发出的警报信中，附有一份当时VDE有关激光和LED的申明，并要求UL测试工程师在处理这些产品的申请时采用VDE的一些做法。1大功率LED具有激光的某些特性1级激光／LED：772安全认证中处理镭射问题方法

为了避免昂贵的测试费用，LED灯具应当按以下方式来处理：如果LED的光强低，可能仅相当于1级激光。在所有其他情况下，提供一份声明，表明LED模块不超过IEC／EN60825．11级。如果不能提供上述声明或测试工程人员认为仅通过判定不可靠，则应当执行IEC／EN60825．1的测试。2安全认证中处理镭射问题方法为了避免昂783.4LED分选技术2LED的分选方法

3LED分选技术的发展现状与趋势

1LED分选的必要性

提纲3.4LED分选技术2LED的分选方法3LED分选技79

人眼对于光的颜色和亮度的分辨率是比较高的；人眼对于不同颜色(波长)光的敏感度是不同的；在多个LED用作阵列显示和显示屏器件时，如不经过测试筛选，光色和亮度的不均匀都会给人带来不舒服的感觉。因此，对于LED的参数必须根据应用要求，按照主波长、光强、光通量、色温和工作电压、工作电流以及反向击穿电压等进行测试和分筛。1LED分选的必要性

人眼对于光的颜色和亮度的分辨率是比较高的；1LED分802LED的分选方法1）LED芯片的测试分选LED芯片分选机

LED测试分选机2LED的分选方法1）LED芯片的测试分选LED芯片分选机81封装后的LED成品应当按照发光波长、发光强度、发光角度和工作电压等光电参数进行测试分选，其结果是按用户要求或产品说明书将器件分成若干档和类别，然后LED测试分选机会自动根据设定的测试标准把器件分档并分装到相应的专用盒之内。2）LED成品的测试分选封装后的LED成品应当按照发光波长、发光强82LED芯片的测试分选设备比较复杂，技术含量较高，其硬件和系统软件通常是由不同厂家提供的，然后再将其集成在一起。LED分选技术的发展趋势是：1）在外延片的均匀度尚未得到较好控制之前，必须研发新一代快速低成本芯片测试分选设备。2）研发LED系统的长期性能和寿命快速测定评价技术(体系)，解决LED寿命测试问题。3）研究新的筛选和试验方法，剔除早期失效品，以保证LED产品的可靠性。3LED分选技术的发展现状与趋势

LED芯片的测试分选设备比较复杂，技术含量较高，其硬833.5LED的焊接与安装

2LED的焊接方法3手工焊接的步骤1LED引脚的成形方法提纲4LED安装的技术要求5LED显示器的焊接6清洗方法及使用注意事项3.5LED的焊接与安装2LED的焊接方法3手工焊接84在对LED进行焊接前，如果需要做引脚整形的话，必须要在焊接之前完成。引脚弯曲的地方与树脂封盖的距离不得小于5mm，而且保证不会有不恰当的外力作用于树脂，否则会使LED胶体里面的支架与金线分离。支架成形时，需保证引脚及间距与线路板一致。引脚在同一处的折叠次数不能超过3次。将引脚弯成900后再回到原位置为1次。引脚整形最好由专业人员用镊子等工具辅助完成。1LED引脚的成形方法在对LED进行焊接前，如果需要做引脚整形的话，必须要在焊接之85LED的焊接要求如下：不要将胶体浸到焊接溶液中去。在焊接温度回到正常以前，必须避免让LED受到任何的震动或外力作用。可接受的焊接条件如表2-5所示。2LED的焊接方法LED的焊接要求如下：2LED的焊接方法86焊接方式焊接条件烙铁（建议用温控烙铁