LED灯具知识解析及疑难解答.docx
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1、1.ED灯具学问解析及疑难解答1 .1.1D是什么答:1.ED是英文1.ightEmiEngDicxic,即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的俄流子发生发合引起光子放射而产生光.ED可以干脆发出红,黄,蓝,绿,尢橙,紫,白色的光.第一个商用二极管产生于1960年.它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,优于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到爱惜内部芯理的作用,所以1.ED的抗震性能好.2 .1.ED为什么是第四代光源(绿色照明)答:按电光源的发光机理分类:第一代光源:也阻发光办白炽灯,其次代光源:,就和气体发光
2、如衲灯.第三代光源:荧光粉发光如荧光灯.第四代光源:固态芯片发光如1.l-D.3 .1.ED的发光机理和工作原理有哪些答:发光二极管是由IDlV族化合物,如GaAS(冲化作),GaP(磷化保),GaAsP(磷坤化像)等半导体制成的,其核心是PN结必此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向根止,击常特性.此外.在确定条件E它还具有发光特性.在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少教就流子(少子)一部分及多数核流于多子)发合而发光4 .1.ED有哪些光学特性答1.1.ED发出的光既不是单色光,也不是宽带光,而是结余二者之间21.ED光源似点光源又非点光源3.
3、I.ID发出光的放色随.空间方向不同而不同.4.恒流操作下的1.ED的结温猛烈影响着正向电压VR5 .1.ED有哪几种构成方式答:1.ED因其颜色不同,而其化学成份不同:如红色:铝-锢再稀化物绿色和蓝色:钿-保氮化物白色和其它色都是用RGB三基色按适当的比例足合而成的.1.ED的制造过程类似于半导体,但加工的林度不如半导体,目前成本照旧校高。6 .各种颜色的发光波长是多少答:目前国内常用几种颜色的超高亮1.ED的光济波长分布为460636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色,绿色,黄绿色,黄色,黄根色,红色.常见几种顺色1.ED的典型修侦.波长足:蓝色470nm,蓝绿色5O5nm,绿色525nm,
4、黄色59Onm,橙色615nm,色625nm.Z1.ED有哪几种封装方式答:封装方式:1,引脚式(1.mP)1.ED封装,2,表面组装(贴片)式.(SMT-1.ED)时装,3,板上芯片充装式(CoB)1.ED时装,4.系统封装式(SiP)1.ED时装5.Ift片的合和芯片键合.8.I.ID有怦几钟分类方法答按发光管发光顺色分按发光管发光须色分,可分成红色,橙色,绿色(又细分黄绿,标准绿和随缘),蓝光等.另外,有的发光二极管中包含二种或三种煤色的芯片.依据发光二极管出光处掺或不掺散射剂,有色还是无色,上述各种煤色的发光二极管还可分成有色透亮,无色透亮,有色散射和无色微射四种类型,散射型发光二极管
5、和达于做指示灯用.2 .按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分SJ灯,方灯,矩形,面发光管,倒向管,表面安装用微型管等0圆形灯按立接分为中2mm,4.4mm,95mm,8mm,1Omm及夕20mm筝国外通常把3mm的发光二极管记作T-I;把p5mm的记作T-I(3/4);杷4.4mm的记作T-I(1/4).由半伍角大小可以估计SI形发光强度角分布状况.从发光强度角分布图表分有三类:(1)高指向性.一瓶为尖头环乳对装,或是带金属反射腔时装,且不加放射剂。半值角为5;20或更小,具有很高的指向性,可作局部照明先漉用,或及先检出器联用以如成自动检测系统.(2)标池型,通常作指示灯用,其半值角为20
6、045.(3)-散射型,这是视角皎大的指示灯,半位角为45-90或更大,散射剂的量校大.3 .按发光二极管的转构分按发光二极管的站构分有全环氧包封,金晶底座环蒐封装,陶兖底座环氧封装及玻瑞时装等结构.4 .按发光强度和工作也流分按发光强度和工作电流分有一瓶亮度的1.ED(发光强度VlOmCd);趣高亮度的1.HD(发光强度10OmCd);把发光强度在10100mCd间的叫高亮度发光二极管.一般1.ED的工作也流在十儿mA至几十mA,而低也流1.ED的工作电流在2mA以下(亮度及一般发光管和同).除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法.9.I.ID的生产工艺步骤有哪些答:1.工艺
7、:力沽洗:接受超声波清洗PCB或1.KD支架,并烘干.b)装架:在1.ED管芯(大圆片)底部电板备上银胶后迸行犷张,将犷张后的管芯(大圆片)安先在刺品台上,在显微健下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或1.HD支架相应的理盘上,随后进行烧结使银胶固化.C)压墀:用铝丝或金丝炸机将电极连接到1.ED管芯上,以作电流注入的引线。1.HD干晚安装在PCB上的,一般接受铝丝焊机.(制作白光TOP1.ED须要金战焊机)d)时装:通过点胶,用环箕将1.KD管芯和肝或爱:惜起来.在PeB板上点胶,对国化后胶体形态有严格要求,这干脆关系到背光源成品的出光亮度。这道工序迁将担当点荧光粉(白光1.ED)的任务.C
8、价接:假如肯光源是接受SMD-1.l-D装其它已封装的1.ED,则在装亚工艺之前,须要将1.ED焊接到PCB板上.D切膜:用冲床模切背光源所需的各种扩散燥,反光膜等.必装耙:依据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位比.h)测试:检爻背光源光电参数及出光匀整性是否良好.1.1.ED的卦装的任务足将外引我连接到1.HD芯片的电极上,同时爱惜好1.ED芯片,并且起到提高光取出效率的作用.关键工序有装架,压纤,封装.2 .1.ED封装形式1.ED封装形式可以说是五花八门,主要依据不同的应用场合接受相应的外形尺寸,散热对策和出光效果.1.ED按时装形式分类有Iamp1.ED,TOP-1.ED,S
9、idc-1.EDfSMD-1.ED,High-PCWCr-1.ED等.3 .1.D封装工艺流程4 .封装工艺说明1.芯片检验镜检:材料及面是否有机械报伤及麻点麻坑(IcckhiH)芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完终.5 .扩片由于1.ED芯片在划片后照旧排列紧密间距很小(0.1mm),不利于后工序的操作。我们接受扩片机对整结芯片的膜进行如张,是1.ED芯片的间距拉伸到约06mm.也可以接受手工扩张,但很简洁造成芯片掉落奢侈等不良问题.6 .点胶在1.ED支架的相应位五点上钺胶或葩缘胶.(对于GaAs,SiC导电衬底,具有背面电极的红光,黄光,黄绿芯片,接受米胶。对于蓝宝石绝缘衬
10、底的蓝光,绿光1.ED芯片,接受绝境胶来固定芯片.)工艺难点在于点胶量的限制,在胶体高度,点胶位先均有详细的工艺要求.由于械胶和绝绛胶在心存和运用均有严格的要求,银股的酰料.搅拌,运用时间都是工艺上必需留意的事项.7 .各胶和点胶相反,备胶是用备胶机先把辍胶涂在1.ED背面电姒上,然后把背部带银股的1.ED安装在1.ED支架上.备胶的效率远高于点胶,但不是全部产品均适用备胶工艺.8 .手工刺片将扩张后1.ED芯片(备皎或未备皎)安豆在刺片台的夹具上,1.ED支架放在夹具底下,在显然慌下用针将1.ED芯片一个一个都到相应的位置上.手工刺片和自动装架相比有一个好处,便于恒时更换不同的芯片,适用于须
11、要安装多种芯片的产品.9 .自劫装架自动装架其实是结合了沾胶(点股)和安裴芯片两大步骤,先在1.ED支架上点上辍胶(绝缘胶),然后用真空吸嘴将1.ED芯片吸起移动位优,再安比在相应的支架位无上.自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装拈度送行训整.在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对1.HD芯片表面的损伤,特殊是兰,球色芯片必需用胶木的。因为铜嘴会划伤芯片表面的电流犷散层.10 烧结烧结的目的是使果胶同化,烧结要求对温度进行监控,防止批次性不良.维胶烧转的温度一般限制在ISOC,烧结时间2小时.依据实际状况,可以训整到170iC,1小时.维填股一般150C,1小时.银胶
12、烧结烘箱的必需按工艺要求隔2小时(或1小时)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开.烧转烘箱不褂再其他用途,防止污染.11 压理压坏的目的将电报引到1.ED芯片上,完成产品内外引线的连接工作.I-IlD的压墀工艺有金丝球炜和铝丝压理两种。右图是铝丝压界的过程,先在1.ED芯片,板上区上第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上其次点后扯断铝丝。金丝球算过程则在压第一点前先烧个球,其余过程类似.压算是1.ED封装技术中的关键环节,工艺上主要的要监控的是压岸金丝(铝丝)拱丝形态,焊点形态,拉力.对压焊工艺的深化探讨涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料,超声功率,压婵压力,劈刀(刎嘴)选用,劈刀(钢嘴)
13、运动轨迹等等.(下图是同等条件下,两种不同的分刀压出的评点微观骐片,两者在然观结构上存在差别,从而影响着产品质量.)我们在这里不再累述.12 点胶时装1.ED的封装主要有点狡,灌时,模压三种.县本上工艺限制的难点足气泡,多续料,里点.设计上主要是对材料的逸型,选用结合良好的环氧和支架.(一般的1.ED无法通过气密性试除)如右图所示的TOP-1.ED和SidC-1.ED造用点胶封装。手动点胶时装对操作水平要求很高(挣殊是白光1.ED),主要难点是对点胶黄的限制,因为环氧在运用过程中会变辆.白光1.ED的点胶还存在荧光构沉淀导致出光色差的问题.13 .液胶封装1.amp-1.ED的时装接受灌封的形
14、式,灌封的过程是先在1.ED成型模腔内注入液态环氧,然后插入压算好的1.ED支架,放入烘箱让环氧固化后,将1.ED从模腔中脱出即成型.14 .模瓜封装将区群好的1.ED支架放入模具中,将上下两副模具用液压机合模并抽贞空,将固态环双放入注胶道的入。加热用液压顶杆压入模具胶道中,环氧顺:胶道进入各个1.ED成型槽中并固化.15 .固化及后固化固化足指时装环氧的固化,一般环氧固化条件在135C,1小时.模压时装一般在150t,4分钟.16 .后固化固化是为了让环氧充分固化,用时对1.ED进行热老化.后固化对于提高环氧及支架(PCB)的枯接强度特殊重要。一般条件为12(C,4小时,17 .切筋和划片由
15、于1.ED在生产中是连在一起的(不是单个)Jamp对装1.ED接受切筋切断1.ED支架的连筋。SMD-1.HD则是在一片PCB板上,须要划片机来完成分别工作.18 .测试测试I.ED的光电参数,检脸外形尺寸,同时依据客户要求对1.ED产品进行分选.19 .包装将成品遂行计数包装,超高亮1.ED须要防好t也装.20 .1.ED的基本照明术语有哪些答:常用照明术语光通量:符号中,单位流明Im,说明发光体每秒种所发出的光量之总和,即光通量光强:符号I,单位坎色粒cd,说明发光体在料定方向单位立体角内所放射的光通量骐度:符号E,单位勒克斯1.UX,说明发光体骐射在被骐物体单位面积上的光通量亮度:符号1
16、.,单位尼脱cdm2,说明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量光效:单位每瓦流明1.mw,说明电光源将电能梏化为先的实力,以发出的光通量除以耗电量来表示平均寿命:单位小时,说明指一批灯泡至百分之五十的教量损坏时的小时数经济寿命:单位小时,说明在同时考虑灯泡的掖坏以及光来输出衰成的状况下,其琮合光束怆出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十,Jfl于室内的光源如日光灯则为百分之八十.色部:光源放射光的靛色及黑体在某一温度下辅射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温.光源色温不同,光色也不同,色温在330OK以下有稔重的气氛,温煦的感觉;色温在3000-500OK为中间色温,
17、有爽快的感觉;色温在50(X)K以上有冷的感觉.不同光源的不同无色姐成数住环境,如表:色温5(l00k:无色为凉快型(带蓝的白色),冷的气歙效果;色温在33005000K:光色为中间(白),爽快的气氛放果;色温v33OOK:无色为温煦(带红的白色),稳重的气氮效果.a.色温及亮度高色温光源照射下,如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛;低色温光源照射下,亮度过用会给人们有一种闷然感觉.b.光色的对比在同一空间运用两种光色星很大的光源,其对比将会出现层次效果,光色对比大时,在获得亮度层次的同时,又可获得光色的层次.显色性:光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下瓶色比氐加光(太阳光)骐明时颜
18、色的偏离能较全面反映光源的颜色特性.显色分两种忠实显色:能正确及现物质原来的顺色客运用显色指数(Ra)高的光源,其数位接近100,显色性最好.效果显色:要显.明地强调挣定色调,表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果.由于光线中光谙的组成有屋别,因此即仗光色相同,灯的显色性也可能不同.灯具效率(也叫先输出系效)是街量灯具利用能量效率的空要标准,它是灯具输出的光能量及灯具内光源检出的光能量之间的比例.21 .什么是大功率1.ED答:大功率1.ED广义上说就是单颗1.ED光源功率大于O.35W(含0.35Ve)的。A本上我们以IVc的为主。我国虽有多家企业开发生产1.ED城市照明路灯,但许多是用小
19、功率1.ED阵列作发光体,散热问题解决了,所用1.ED数量要许多,小功率1.ED光衰强,安装成本即城市照明1.ED路灯接受大功率1.I-D是发展的空势,少数用大功率1.ED作发光体的路灯产品由于没有很好地解决功率达到确定量时,1.ED的散热问5 .早展的色温大约在4400K.6 .高山上色温大约在6000K.不同先游环境的和关色温度光递色温北方端空850K济琼(带蓝.的白色)冷的气氛3300-500OK中何(白)爽快的气氛13 .现在世界上知名的1.RD光源品牌有哪些答:美国:CREE,1.UMI1.ED.韩国:SSC,台湾,EDISON,B本:CIZITEN,NICHIA.德国QRSAM等.
20、14 .1.ED现有哪些学问产权答:科钝:大功率蓝光芯片,日我白光荧光粉技术.15 .什么是大功窣1.ED灯具答:一种接受大功率1.ED作为光源的照明器具.16 .大功率1.ED灯具及传统灯具相比有何的优势答1高光效2.高节能3.光色多4.平安性高5.设计形态的多样性6.寿命长7,快速响应8.灯具站构合理9.利环保,环保效益更佳10.高新尖.I1.运行成本低12.色温改变不大,小于I(X)K,色温一祥性好13.流明雄挣率高,光衰慢,运用5000小时左右光衰不越过10%.17 .大功率1.ED灯具如何散热的答:接受热管把1.ED光源产生的热量传导到散热器上,再利用散热器的面积遂行然辅射散热和空气
21、空冷散热.18 .1.ID为何节能,?答:高亮度单色光的1.RD已经在市场上取褂了进展.尽管它们及传统的灯泡相比更加昂费,但是它们的优点完全可以抵消其校高的价格,即它具有更高的性价比.首先,一个红色1.ED发光达到某个亮度时所需消耗的能量是15元,而传统的灯泡要达到同等量度则要消耗高达150瓦的能量;另外据科学家们测定,1.ED通电发光时,有10%的电能可以转化成光能,而白炽灯泡的转化款率只有7-8%,由此可见,要达到同等的照明效果,1.ED灯比白炽灯节能是自不待言的了.19 .1.ED为何寿命长?答:白炽灯的发光机理是也能将发光料丝进行加热而发光.的,经过相当长时间的加热,普丝就会老化甚至烧
22、断,至此,白炽灯泡的寿命也就此告终了,而发光二机管的发光机理是由二极管特殊的姐成结构确定的,二板管主要由PN结国片,电极和光学系统组成,当在电极上加上正向偏压之后,使电子和空穴分别注入P区和N区,当非平街少数枝流子和多数枝流子复合时,就会以箱射光子的形式将多余的能量转化为光能。具发光过程包括三个部分:正向偏压下的曩流子注入,复合辕射和光能传榆。由此可见二极管主要是靠我流子的不断移动而发光的,不存在老化和烧断的现象,其特殊的发光机理确定了它的发光寿命长达5-10万个小时.1.HD照明灯具我们必需相识到,单个或多个白光1.ED及用作照明光源的灯具的概念是有星异的.到日前,国内外所研发和生产的白光1
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