《LED封裝簡(jiǎn)介》PPT課件.ppt

發(fā)光二極管(LED) 產(chǎn)品簡(jiǎn)介,目 錄,一、發(fā)光二極體(LED)簡(jiǎn)介 二、LED主要制程及物料 三、公司主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)介紹 四、LED主要光電參數(shù)簡(jiǎn)述 五、LED優(yōu)點(diǎn),一 LED簡(jiǎn)介,LED(Light Emitting Diode)俗稱(chēng)發(fā)光二級(jí)體或發(fā)光二極管，它包含了可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光。屬于光電半導(dǎo)體的一類(lèi),在結(jié)構(gòu)上包括P極與N極,是一種依靠半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的光電元件，它分為L(zhǎng)amp系列,Top系列,食人魚(yú)系列,SMD系列，High Power（大功率）系列。 以Lamp來(lái)講，它是由電子原材料（晶片,金線或鋁線，支架，銀膠或絕緣膠），封裝材料（環(huán)氧樹(shù)脂，色劑，擴(kuò)散劑），以及輔助材料（模條）三大材料構(gòu)成。 定義：LED就是由電子材料，封裝材料，輔助材料聯(lián)結(jié)而成的一個(gè)發(fā)光的閉路電子元件。,LED的五大物料與五大製程,LED主要發(fā)光電子物料晶片,晶片的構(gòu)成：由金墊，P極，N極，PN結(jié)，背金層構(gòu)成（雙pad晶片無(wú)背金層）。 晶片的分類(lèi)： 1.1按組成分： 二元：如GaAs(砷化鎵)，GaP（磷化鎵）等 三元：InGaN(氮化銦鎵)，GaAlAs(砷化鎵鋁)，GaAsP(磷化鎵砷)等 四元：AlGaInP（鋁鉀銦磷）.AlGaInAs （鋁鉀磷砷） 1.2按極性分： P/N極晶片（正極性） N/P極晶片（反極性） 雙電極（藍(lán)，綠，紫光） 1.3按發(fā)光類(lèi)型分： 表面發(fā)光型: 光線大部分從晶片表面發(fā)出 五面發(fā)光型： 表面，側(cè)面都有較多的光線射出 1.4按發(fā)光顏色分： 紅，橙，黃，黃綠，純綠，藍(lán)綠， 藍(lán)，紫光 1.5按晶片的大小尺寸分： 8mil 9mil 10mil 12mil (紅，橙，黃，黃綠）12mil 14mil （藍(lán)，綠，紫光）,晶片之結(jié)構(gòu),晶片的結(jié)構(gòu) 四大結(jié)構(gòu)P型層, N型層, 基層(Substrate)與電極 電極分上電極屯下電極 電極材料部分有Al及Au 依P型層及N型層的位置，分為兩種 P型層在上, 則為正極性 N型層在上, 則為反極性 基層一般為GaAs, GaP,等,晶片之材質(zhì)及其發(fā)光顏色,晶片發(fā)光原理,晶片是由P層半導(dǎo)體元素，N層半導(dǎo)體元素靠電子移動(dòng)而重新排列組合成的PN結(jié)合體。也正是這種變化使晶片能夠處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 在晶片被一定的電壓施加到正向電極時(shí)，P側(cè)電極即注入電洞，N側(cè)電極即注入電子，電洞在P區(qū)移動(dòng)擴(kuò)散，電子同時(shí)也是N區(qū)移動(dòng)擴(kuò)散，若電洞與電子的能量達(dá)到某定值以上時(shí)，則電洞即跨越P區(qū)，源源不斷的游向N區(qū)， N區(qū)的電子同時(shí)也會(huì)跨越N區(qū)，向P區(qū)移動(dòng)。電洞與電子在移動(dòng)擴(kuò)散時(shí)，電洞與電子兩者將會(huì)互相結(jié)合，激發(fā)出光子，產(chǎn)生光能。,光的三要素,顏 色(COLOR,HUE) 表示光色彩的種類(lèi)。 彩 度(CONTRAST) 表示光同一色系色彩的深淺。 亮 度(BRIGHTNESS) 表示光明暗的程度。,光的種類(lèi),射線,X射線,遠(yuǎn)紫外線,近紫外線,可見(jiàn)光線,中紫外線,近紅外線,中紅外線,遠(yuǎn)紅外線,10-3nm,1nm,10nm,100nm,280nm,315nm,380nm,780nm,1000nm,1.5m,5m,100m,1mm,極超短波,紫 外 線 區(qū),紅 外 線 區(qū),短 波 長(zhǎng),長(zhǎng) 波 長(zhǎng),白色光,分成七色光譜,稜鏡,化學(xué)線 (由日照產(chǎn)生化 學(xué)線作用引起),光 (人眼所見(jiàn)電磁波範(fàn)圍),接近 光性質(zhì),有大熱能,電波,熱線 (熱能 也稱(chēng)為 熱波),380nm,430nm,490nm,505nm,515nm,535nm,585nm,600nm,630nm,700nm,紫色(Purple),藍(lán)色(Blue),藍(lán)綠色(Bluish Green),翠綠色(Green),純綠色(Pure Green),黃綠色(Yellow Green),黃色(Yellow),橙色(Orange),琥珀色(Amber),紅色(Red),LED顏色區(qū)分,紅橙黃綠藍(lán)靛紫，為人眼可見(jiàn)之光，是一般人類(lèi)所能察覺(jué)光的波長(zhǎng)，介於380780nm之間。 紫色光波以下的波長(zhǎng)稱(chēng)為紫外線，大約介於100nm380nm。 紅色光波以上的波長(zhǎng)稱(chēng)為紅外線，大約介於780nm1mm。 發(fā)光二極體(LED)的顏色、彩度、亮度是由晶片所決定。,白光LED簡(jiǎn)介,所謂白光是多種顏色混合而成的光，以人類(lèi)眼睛所能見(jiàn)的白光形式至少須兩種光混合，如二波長(zhǎng)光(藍(lán)色光+黃色光)或三波長(zhǎng)光(藍(lán)色光+綠色光+紅色光)，目前已商品化的產(chǎn)品僅有二波長(zhǎng)藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉，在未來(lái)較被看好的是三波長(zhǎng)光，以無(wú)機(jī)紫外光晶片加R.G.B三基色熒光粉，此外有機(jī)單層三波長(zhǎng)型白光LED也有成本低、制作容易的優(yōu)點(diǎn)。預(yù)計(jì)三波長(zhǎng)白光LED今年有商品化的機(jī)機(jī)會(huì)，未來(lái)應(yīng)用在取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LCD背光源等市場(chǎng)，對(duì)白光LED的市場(chǎng)成長(zhǎng)有很大的幫助 自從出現(xiàn)發(fā)光二極管LED以來(lái)，人們一直在努力追求實(shí)現(xiàn)固體光源，隨著發(fā)光二極管LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新型材料（氮化物晶體和熒光粉）的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，使發(fā)白色光的LED半導(dǎo)體固體光源性能不斷完善并進(jìn)入實(shí)用階段。白光LED的出現(xiàn)，使高亮度LED應(yīng)用領(lǐng)域跨足至高效率照明光源市場(chǎng)。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類(lèi)繼愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈泡之后，最偉大的發(fā)明之一。,白光LED簡(jiǎn)介,在技術(shù)方面白光LED目前主要分為兩種發(fā)光方式:目前主要的商品化作法是日亞化學(xué)(Nichia)以460nm波長(zhǎng)的InGaN藍(lán)光晶粒涂上一層YAG熒光物質(zhì)，利用藍(lán)光LED照射此一熒光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長(zhǎng)黃光，再利用透鏡原理將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技術(shù)方面仍以日亞化學(xué)領(lǐng)先，擁有眾多專(zhuān)利權(quán)。第二種是日本住友電工亦開(kāi)發(fā)出以ZnSe（鋅，硒）為材料的白光LED，不過(guò)發(fā)光效率較差，但由于目前白光LED市場(chǎng)熱銷(xiāo)，仍呈現(xiàn)供不應(yīng)由求現(xiàn)象。,3 chips 型: Red Chip + Green Chip+Blue Chip 2 chips 型: Blue Chip+ Yellow Chip 1 chip 型 : Blue Chip+ Yellow熒光粉 UV Chip +RGB熒光粉 ZnSe（鋅，硒）,CIE 座標(biāo)圖,白光產(chǎn)生的種類(lèi),固晶焊線圖,正極,負(fù)極,正極,負(fù)極,二、公司主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)介紹,LED晶片,用來(lái)產(chǎn)生反射效果,之杯狀支架陰極,環(huán)氧樹(shù)脂透鏡,連接導(dǎo)線(金線),支架陽(yáng)極,陰極支架短於陽(yáng)極,膠體缺口 表示陰極,LED Lamp 結(jié)構(gòu)介紹,導(dǎo)電銀膠,支架(Lead Frame),LAMP固晶銲線,利用銀膠將晶片固定在支架上，然後銲上導(dǎo)線 (金線)。,High Power LED,TOP LED結(jié)構(gòu),PIN腳,LED支架,銀膠,晶片,金線,環(huán)氧樹(shù)脂,LED光電參數(shù)定義,一，順向電壓（Forward Voltage） 單位（V） 紅，黃，黃綠：Typ：2.0V Max:2.4V 紫，藍(lán)，綠，白：Typ：3.2V Max:4.0V 測(cè)試條件：IF=20mA Ta=25,LED光電參數(shù)定義,二，發(fā)光顏色，波長(zhǎng) （Color Hue Wavelength Spectrum） 單位（nm) a. p:發(fā)光體或物體(經(jīng)由反射或穿透)在分光儀上量得的能量 分佈,其峰值位置對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng),稱(chēng)為p(peak). b. d :而d (dominant)是以人眼所見(jiàn)的可見(jiàn)光區(qū)(400-700), 決定發(fā)光體或物體的光線主要落在什麼波長(zhǎng). c. :(半波寬) Peak Wavelength p:610nm(峰值波長(zhǎng)) Dominant Wavelength d:624nm(主波長(zhǎng)) :22nm(半波寬),LED光電參數(shù)定義,三，發(fā)光強(qiáng)度（luminous Intensity） 單位cd(Candla) 表示光源在一定方向范圍內(nèi)發(fā)出的光通量的大小。 一般而言，光源之光線會(huì)向不同方向以不同強(qiáng)度放射出其光通量，在特定方向所放出之可見(jiàn)光之強(qiáng)度稱(chēng)為光強(qiáng) IV與IF成正比,LED光電參數(shù)定義,四，發(fā)光角度（21/2 Viewing Angle） LED為指向性元件 表示發(fā)光強(qiáng)度50%時(shí)的角度 LED亮度與角度成反比， 亮度相同的兩顆LED, 21/2愈大則Iv愈小,LED光電參數(shù)定義,五，色溫（Color Temperature) 單位：絕對(duì)溫度（Kelvin,K) 一個(gè)光源之色溫被定義為與其具有相同光色之“標(biāo)準(zhǔn)黑體（Black boby radiator)”本身之絕對(duì)溫度值，以量化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)Max Planck(普朗克)的理論，將一具完全吸收與放射能力的標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度逐漸升高光度亦隨之改變；CIE色座標(biāo)上的黑體曲線（Black body locus）顯示黑體由紅橙紅黃黃白白藍(lán)白的過(guò)程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時(shí)的溫度，定義為該光源的相關(guān)色溫度，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對(duì)應(yīng)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越高，其輻射出之光線光譜中藍(lán)色成份就越多，紅色成份也就相對(duì)越少，反之，標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越低，其輻射出之光線光譜中的藍(lán)色成份就越少，紅色成份就越多。 一個(gè)燈的光色可以簡(jiǎn)單的以色溫來(lái)表示，以發(fā)出光色為暖白色之普通白熾燈泡為例，其色溫為2700K，而一般日光燈之色溫為6000K，光之色溫主要可分成三大類(lèi)： 暖白色：3300K 中間色：3300至6000K 冷白色：6000K,Planck curve,標(biāo)準(zhǔn)黑體曲線（Black body locus）,三、LED產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用,1.LED優(yōu)點(diǎn),壽命長(zhǎng),理論上為10萬(wàn)小時(shí)，一般大於5萬(wàn)小時(shí)。（是熒光燈的10倍） 發(fā)熱量低，耗電量小,白熾燈的1/8,熒光燈的1/3） 體積小,重量輕,可封裝成各種類(lèi)型 堅(jiān)固耐用,不怕震動(dòng)。環(huán)氧樹(shù)脂封裝，防水，耐惡劣環(huán)境使用 多色顯示,利用RGB可實(shí)現(xiàn)七彩色顯示。 工作溫度穩(wěn)定性好。 響應(yīng)時(shí)間快,一般為毫微秒(ns)級(jí)。 冷光，不是熱光源。 電壓低,可以用太陽(yáng)能電池作電源，,LED應(yīng)用簡(jiǎn)介,由于超高亮度LED具有非常廣泛的用途，特別是白光LED的出現(xiàn)，給應(yīng)用面帶來(lái)更豐富的內(nèi)容。目前國(guó)內(nèi)有幾百個(gè)單位在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)超高亮度LED的各種應(yīng)用，熱點(diǎn)應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)主要方面： 亮化工程景觀、裝飾燈 作為一種冷光源，LED照明燈具有綠色環(huán)保、節(jié)能、色彩絢麗等傳統(tǒng)光源不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前， LED輪廓燈、LED護(hù)欄燈、LED燈帶、LED燈泡等被廣泛應(yīng)用于橋梁、大廈廣場(chǎng)、標(biāo)志物、仿古建筑、招牌廣告等輪廓勾勒以及立交橋護(hù)欄、危險(xiǎn)路段、警戒標(biāo)志及其高樓輪廓、庭院護(hù)欄等場(chǎng)所，對(duì)美化城市、塑造景觀有重要作用 白光照明： 已開(kāi)始從小功率白光LED燈用起，如安全照明燈、顯微鏡燈、白光背光源、手電筒、太陽(yáng)能燈，特種白光照明等，并逐步向白光照明邁進(jìn)，將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的最大潛力商品 大、中、小屏幕顯示器： 各種廣告牌、體育記分牌、金融和交通指示牌等，分為全色、三色、單色顯示屏，全國(guó)共有100多個(gè)單位在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，現(xiàn)已成立LED顯示屏分會(huì)，2002年全國(guó)市場(chǎng)超過(guò)20億元，幾乎全部采用國(guó)產(chǎn)顯示屏。 交通信號(hào)燈： 主要用超高亮度紅、綠、黃色LED，因?yàn)椴捎肔ED信號(hào)燈既節(jié)能，可靠性又高，所以在全國(guó)范圍內(nèi)，交通信號(hào)燈正在逐步更新?lián)Q代，而且推廣的速度很快，市場(chǎng)需求量很大. 汽車(chē)用燈： 包含汽車(chē)內(nèi)部的儀表板、音響指示燈、開(kāi)關(guān)的背光源、閱讀燈和外部