LED照明试卷(含答案)

《LED制造技术与应用》
阶段考试（一）
专业考试日期年月日姓名学号：
一、填空题（每空1分，共30分）
1、590nm波长的光是黄光；380nm波长的光是紫光（填颜色）,可见
光的波长范围是380－780 nm。

2、LED TV背光源常用到的LED芯片型号为2310，其尺寸为23mil×10mil，即 um×254 um。

1mil＝
3、T10的LED日光灯管，其直径是： mm 。

* (10/8)=
4、目前市场主流的白光LED产品是由InGaN(蓝光) 芯片产生的蓝光与其激发YAG荧光粉产生的黄光混合而成的，且该方面的专利技术主要掌握在日本日亚化学公司手中。

5、色温越偏蓝，色温越高（冷），偏红则色温越低（暖）。

6、对于GaAs,SiC导电衬底，具有面电极的红、黄（单电极或L型） LED
芯片，采用银胶来固晶；对于蓝宝石绝缘衬底的蓝、绿（双电极或V型）LED 芯片，采用绝缘胶来固定芯片。

7、银胶的性能和作用主要体现在：固定芯片、导电性、导热性。

8、LED胶体包括A，B，C，D胶，它们分别指的是主剂、硬化剂、
色剂、扩散剂。

9、翻译以下行业术语：
示例：外延片 Wafer
（1）发光二极管Light emitting diode
（2）芯片chip
（3）荧光粉phosphor
（4）直插式LED LED Lamp
10、若已知外延材料的禁带宽度(符号：Eg ，单位：eV)，则该外延片制作的LED 发光波长与禁带宽度的关系通常可表示为：g
1240
E ＝
nm 11、金丝球焊机在操作过程中，四要素是：时间 、 功率 、 压力 、 温度 。

二、 判断题（对的打“√”，错的打“×”，15分，每小题分）
1、现有YAG 黄色荧光粉，分别采用波长为460nm 和470nm 的蓝光LED 芯片激发，则470nm 一定比460nm 激发的效率高。

（×）
2、在CIE 图中，x 代表蓝色，y 代表绿色，z 代表红色，且x ＋y ＋z ＝1。

（×）
3、红外接收管和红外发射管常用的红外LED 波长为940nm 、880nm 、850nm 。

（√ ）
4、中华人民共和国中央银行发布的人民币需要380－390nm 波长的紫外光才可以验出真伪。

（×） 注：课本P25，人民币：390-400nm ；美元：380－390nm ；欧元：波长更短。

5、发光强度大于100mcd 的LED ，称之为超高亮度的LED 。

（√）
6、对于InGaAlP 材料，可选取合适的Al －Ga 组分配比，以便在黄绿色到深红色的光谱范围内调整LED 的波长。

（√）
7、LED 芯片一般采用蓝宝石（Al2O3）、硅（Si ）、碳化硅（SiC ）等半导体材料，其中SiC 可作为V 型接触的芯片衬底。

（×）
8、1W 的LED 称之为中功率LED ，大于3W 的称之为大功率LED 。

（×）
9、红光单电极LED 芯片可以采用银胶固晶，也可以采用绝缘胶固晶，不过一般采用银胶固晶。

（×） 10、经过测试得到样品A 的光通量比样品B 的光通量高，则样品A 的发光强度比样品B 的发光强度高。

（×）
三、简答题
1、简述：（1）LED是半导体PN结发光器件，试述其发光机理；（4分）
（2）白光LED的发光原理。

（5分）
（3）白光LED的实现方法。

（6分，至少写3种）
答：
（1）LED是半导体PN结发光器件，其发光机理是：
在施加正向电压的情况下，PN结N区自由电子向P区运动，而P区的空穴则向N区运动，在有源层内电子由导带跃迁到价带与空穴复合，产生光子，即电能转化成了光能。

（2）白光LED的发光原理是根据红光＋绿光＋蓝光＝白光的三基色原理，由于绿光和红光混合呈黄光，所以一般采取蓝光及其补色黄光混合成白光。

（3）白光LED的实现方法有：
方法发光机理芯片数1InGaN蓝光芯片＋YAG：Ce3+的黄色荧光粉→白光1
2InGaN蓝光芯片＋RGY荧光粉→白光1
2、LED产业链可分为上游（外延）、中游（芯片）、下游（封装）、应用（LED路
灯、LED灯具等），试述对不同产业段的认识（从技术、产品和用途等角度）。

（8分）
答：
LED产业链分为上游（外延）、中游（芯片）、下游（封装）、应用（LED 路灯、LED灯具等），对不同的产业段主要认识有：
（一）上游
1、技术上主要从事材料生长，难度大，投资风险高；
2、产品：衬底、LED外延片（磊晶片）
3、用途：LED发光芯片的制造
（二）中游
1、技术上主要从事电极蒸镀等，难度大，投资风险较高；
2、产品：LED芯片
3、用途：用于LED封装的核心发光芯片
（三）下游
1、技术上主要将LED芯片封装成器件，难度较小，投资风险较小；
2、产品：直插式LED，食人鱼LED，大功率LED，贴片式LED，数码管等
3、用途：用于灯具制造，夜景工程，电器指示灯，背光源等。

（四）应用
1、技术上主要解决LED的二次光学，结构和散热设计，形成终端产品；
2、产品：LED路灯，LED灯具，LED显示屏，LED护栏管等
3、用途：LED道路照明，LED照明，LED装饰照明,LED显示，夜景工程等。

3、简述（1）直插式白光LED 的封装工艺流程；（4分）
（2）说明各工艺段的简要内容和注意事项。

（8分）
答：
（一）
详细流程：扩晶→点胶→固晶→固晶烘烤→焊线（邦定、键合）→点荧光粉→荧光胶烘烤→粘胶→灌胶（封胶）→短烤→离模→长烤→一切→排测→
二切→分光→包装→入库。

大致流程：固晶站→焊线站→白光站→灌胶站→测试分光站。

（二）
固晶：
（1）点胶的检查:多胶,少胶,偏点,碗边沾胶等。

（2）固晶的检查:固偏,固反,漏固,掉晶,爬丝(晶片沾胶),电极脱落,裂晶(晶片损坏),多晶,少晶。

焊线：
（1）避免出现不良：漏焊,偏焊,错焊,塌线,虚焊,断线,重焊,掉晶,无电极,粹晶,
弧线过高/低,晶片翻倒
（2）注意焊线的四要素：时间，压力，功率，温度。

点荧光粉：
（1）注意荧光粉的激发波长与LED芯片的发射波长匹配；
（2）荧光胶搅拌均匀，不能放置过久。

灌胶：
（1）必须在一定温度下对环氧树脂抽真空，避免气泡；
（2）必须粘胶水，避免碗杯气泡。

4、简述在直插式LED中，环氧树脂胶体的作用有哪些（6分）
答：环氧树脂在直插式LED中的作用主要有：
（2）保护内部的芯片及其引线(金线)，放置芯片、支架等氧化；
（3）起光学透镜作用，控制LED的发光角度，即聚光或散光效果；
（4）环氧树脂的折射率降低光的内部全反射，提高光的提取效率。

原理引述：
一.光密介质和光疏介质
1.光密介质:折射率较大的介质叫光密介质
2.光疏介质:折射率较小的介质叫光疏介质
实验:
如图所示,让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到直边上,逐渐增大入射角,观察实验现象.
当光从玻璃砖内射向空气时,逐渐增大入射角,会看到折射光离法线越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强.当入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光完全消失,只剩下反射光.
实验现象:
3.全反射产生的条件:
a.光线从光密介质射入光疏介质
b.入射角大于或等于临界角C
5、简述：（1）普通二极管和发光二极管（LED）的相同点；（3分）
（2）普通二极管和发光二极管（LED）的不同点。

（3分）
答：
（一）普通二极管和发光二极管（LED）的相同点：
（1）都具有单向导电性，即正向导通，反向截至；
（2）都具有PN结形式的结构特征；
（3）具有类似的I-V特性曲线。

普通二极管发光二极管
（二）普通二极管和发光二极管（LED）的不同点：
（1）普通二极管材料一般为Si,Ge等间接带隙半导体材料，不能发光；
发光二极管材料一般为GaAs/GaN/AlGaInP等直接带隙半导体材料，电子－空穴可以复合发光。

（2）普通二极管的结构为一般的PN结，LED的结构一般采取多采用（双）异质结、（多）量子阱等结构。

（3）开启电压不同。

材料不同D Si间接带隙
Ge
LED GaAs/GaN/AlGaInP直接带隙
6、简述第1－9周以来你对《LED制造技术与应用》这门课的学习心得、意见和
建议。

（8分）。