LED封装产品基础知识

ETILED封装产品基础知识2011.07.19广东德豪润大功率LED封装厂讲师：董新立-1-<目录>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ETILED产品图片LED产品应用案例-2-第一部分：什么是LED和LED基本概念一.LED简介LED(LightEmittingDiode)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PLCCLED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，辅助材料联结而成的一个发光的闭路电子元件。-4-二.LED的五大物料與五大製程-5-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γ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10-3nm1nm10nm100nm280nm315nm380nm780nm1000nm1.5μm5μm100μm1mm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380nm430nm490nm505nm515nm535nm585nm600nm630nm700nm紫色(Purple)藍色(Blue)藍綠色(BluishGreen)翠綠色(Green)純綠色(PureGreen)黃綠色(YellowGreen)黃色(Yellow)橙色(Orange)琥珀色(Amber)紅色(Red)-9-第二部分：白光LED相关名词解释-10-所谓白光是是多种颜色色混合而成成的光，以以人类眼睛睛所能见的的白光形式式至少须两两种光混合合，如二波波长光(蓝蓝色光+黄黄色荧光粉粉)或三波波长光(蓝蓝色光+绿绿色光+红红色光)，，目前已商商品化的产产品蓝光单晶片片加上YAG黄色荧光粉粉，在未来较较被看好的的是三波长长光，以无无机紫外光光晶片加R.G.B三基色荧光光粉，此外外有机单层层三波长型型白光LED也有成本低低、制作容容易的优点点。预计三三波长白光光LED今年有商品品化的机机机会，未来来应用在取取代荧光灯灯、紧凑型型节能荧光光灯泡及LCD背光源等市市场，对白白光LED的市场成长长有很大的的帮助自从出现发发光二极管管LED以来，人们们一直在努努力追求实实现固体光光源，随着着发光二极极管LED制造工艺的的不断进步步和新型材材料（氮化化物晶体和和荧光粉））的开发及及应用，使使发白色光光的LED半导体固体体光源性能能不断完善善并进入实实用阶段。。白光LED的出现，使使高亮度LED应用领域跨跨足至高效效率照明光光源市场。。曾经有人人指出，高高亮度LED将是人类继继爱迪生发发明白炽灯灯泡之后，，最伟大的的发明之一一。六.白光原理-11-在技术方面面白光LED目前主要分分为两种发发光方式:目前主要要的商品化化作法是日日亚化学(Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂涂上一层YAG荧光物质，，利用蓝光光LED照射此一荧荧光物质以以产生与蓝蓝光互补的的555nm波长黄光，，再利用透透镜原理将将互补的黄黄光、蓝光光予以混合合，便可得得出肉眼所所需的白光光。目前在在白光LED技术方面仍仍以日亚化化学领先，，拥有众多多专利权。。第二种是是日本住友友电工亦开开发出以ZnSe（（锌，硒）为为材料的白白光LED，不过发光效效率较差，，但由于目目前白光LED市场热销，，仍呈现供供不应由求求现象。七.荧光粉+蓝光晶片的的白光LED简介(1)-12-3chips型:RedChip+GreenChip+BlueChip2chips型:BlueChip+YellowChip1chip型:BlueChip+Yellow荧光粉UVChip+RGB荧光粉ZnSe（（锌，硒）CIE座标图白光产生的的种类七.荧光粉+蓝光晶片的的白光LED简介(2)-13-八.白光LED相关名词(光电参数定定义1)一，顺向电电压（ForwardVoltage）单位（V）红，黄，黄黄绿：Typ：2.0VMax:2.4V紫，蓝，绿绿，白：Typ：3.2VMax:4.0V测试条件：：IF=20mATa=25℃IF=30mATa=25℃℃IF=120mATa=25℃℃IF=350mATa=25℃℃-14-二，发光颜颜色，波长长（ColorHueWavelengthSpectrum））单位（nm)a.λp:發光體或物物體(經由反射或或穿透)在分光儀上上量得的能能量分佈,其峰值位置置對應的波波長,稱為λp(peak).b.λd:而λd(dominant)是以人眼所所見的可見見光區(400-700),決定發光體體或物體的的光線主要要落在什麼麼波長.c.△△λ:(半波寬)PeakWavelengthλλp:610nm(峰值波長)DominantWavelengthλλd:624nm(主波長)△λ:22nm(半波寬)△λ八.白光LED相关名词(光电参数定定义2)-15-三，发光强强度（luminousIntensity）单位﹕cd(Candla)表示光源在在一定方向向范圍內發發出的光通通量的大小小。一般而言，，光源之光光线会向不不同方向以以不同强度度放射出其其光通量，，在特定方方向所放出出之可见光光之强度称称为光强IV与IF成正比八.白光LED相关名词(光电参数定定义3)-16-四，发光角角度（2θ1/2ViewingAngle）LED為指向性元元件½表示發光強強度50%時的角度LED亮度与角度度成反比，，亮度相同的兩顆顆LED,2θ1/2愈大則Iv愈小八.白光LED相关名词(光电参数定定义4)-17-五，色温（（ColorTemperature)单位：绝对对温度（Kelvin,K)一个光源之之色温被定定义为与其其具有相同同光色之“标准黑体（（Blackbobyradiator)”本身之绝对对温度值，，以量化光光源的光色色表现。根根据MaxPlanck(普朗克)的的理论，将将一具完全全吸收与放放射能力的的标准黑体体加热，温温度逐渐升升高光度亦亦随之改变变；CIE色座标上的的黑体曲线线（Blackbodylocus）显示黑体由由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的过程程。黑体加加温到出现现与光源相相同或接近近光色时的的温度，定定义为该光光源的相关关色温度，，此温度可可以在色度度图上之普普朗克轨迹迹上找到其其对应点。。标准黑体体之温度越越高，其辐辐射出之光光线光谱中中蓝色成份份就越多，，红色成份份也就相对对越少，反反之标准黑黑体之温度度越低,其辐射出之之光线光谱谱中的蓝色色成份就越越少,红色成份就就越多一个灯的光光色可以简简单的以色色温来表示示,以发出光色色为暖白色色之普通白白炽灯泡为为例,其色温为2700K，而一般日光光灯之色温温为6000K，光之色温主主要可分成成三大类：：暖白白：＜3500K自然白：3500至5000K正白白：5000至7500K冷白白：＞7500K八.白光LED相关名名词(光电参参数定定义5)-18-标准黑黑体曲曲线（（Blackbodylocus）Planckcurve八.白光LED相关名名词(光电参参数定定义6)-19-第三部部分：：白光光LED生产工工艺说说明-20-电浆清清洗Plasma焊线测测试检检查WBTest/Inspection装支架架LeadFrameInsert支架预预热L/Fprecure固ZenerZenerchipDieBonding固ChipChipDieBondingChip烘烤ChipEpoxyCure焊线WireBonding资材入入库IncomingMaterials预热烘烘烤Precure晶片推推力测测试DieShearTest电浆清清洗Plasma九.白光生生产流流程概概要(1)-21-外观检检查VisualInspection抽真空空Degasing封胶Dispensing硅胶烘烘烤DPSiliconCure冲压Trim测试SortingTest包装TapingTest出荷检检查OQC配胶Mixing九.白光生生产流流程概概要(2)-22-胶深支架图图晶片图图焊线图图焊线图图点胶图图成品图图十.白光LED相关物物料图图片-23-第四部部分：：ETILED产品图图片-24-十一.白光LED图片集集锦(1)HPHP505050745630COB-25-十一.白光LED图片集集锦(2)3014380330205252525235283535P-LED-26-十二.白光LED应用图图片集集锦(室内照照明)-27-十二.白光LED应用图图片集集锦(室外照照明)-28-十二.白光LED应用图图片集集锦(室外照照明)-29-TotalLuminousFluxAveragedLEDIntensityGoniophotometer十三.白光LED量测说说明积分球(全光通量测试)说明：：LED特点垂垂直最最上方方光束束最强强(垂直量量测光光强IV,单位为为cd)，向外外光束束逐渐渐减弱弱，所所有光光束的的总和和为光光通量量，单单位是是(lm)[(W)]角度测试仪(角度测试)套筒(轴向光测试)-30-第五部部分：：LED产品应应用案案例-31-十四.车用LED(指示，，车饰饰，车车灯等等)-32-十四.照明用用LED(室内，，室外外，景景观)-33-十四.背光显显示用用LED(RGB显示屏屏，BLU背光)-34-由于超超高亮亮度LED具有非非常广广泛的的用途途，特特别是是白光光LED的出现现，给给应用用面带带来更更丰富富的内内容。。目前前国内内有几几百个个单位位在开开发、、生产产超高高亮度度LED的各种种应用用，热热点应应用主主要包包括以以下几几个主主要方方面：：化工程程景观观、装装饰灯灯作为一一种冷冷光源源，LED照明灯灯具有有绿色色环保保、节节能、、色彩彩绚丽丽等传传统光光源不不可比比拟的的优点点。目目前，，LED轮廓灯灯、LED护栏灯灯、LED灯带、、LED灯泡等等被广广泛应应用于于桥梁梁、大大厦广广场、、标志志物、、仿古古建筑筑、招招牌广广告等等轮廓廓勾勒勒以及及立交交桥护护栏、、危险险路段段、警警戒标标志及及其高高楼轮轮廓、、庭院院护栏栏等场场所，，对美美化城城市、、塑造造景观观有重重要作作用白光照照明：：已开始始从小小功率率白光光LED灯用起起，如如安全全照明明灯、、显微微镜灯灯、白白光背背光源源、手手电筒筒、太太阳能能灯，，特种种白光光照明明等，，并逐逐步向向白光光照明明迈进进，将是取代代白炽炽灯、、钨丝丝灯和和荧光光灯的的最大大潜力力商品品大、中中、小小屏幕幕显示示器：：各种广广告牌牌、体体育记记分牌牌、金金融和和交通通指示示牌等等，分分为全全色、、三色色、单单色显显示屏屏，全全国共共有100多个个单位位在开开发生生产，，现已已成立立LED显示屏屏分会会，2002年年全国国市场场超过过20亿元元，几几乎全全部采采用国国产显显示屏屏。交通信信号灯灯：主要用用超高高亮度度红、、绿、、黄色色LED，因为采采用LED信号灯灯既节节能，，可靠靠性又又高，，所以以在全全国范范围内内，交交通信信号灯灯正在在逐步步更新新换代代，而而且推推广的的速度度很快快，市市场需需求量量很大大.汽车用用灯：：包含汽汽车内内部的的仪表表板、、音响响指示示灯、、开关关的背背光源源、阅阅读灯灯和外外部的的刹车