LED封装产品基础知识

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。
二.LED的五大物料與五大製程
五大物料 晶片 支架 銀膠 金線 環氧樹脂 銲線 封膠 切割 測試 固晶 五大製程
-4-
三.LED晶片发光原理
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
二，发光颜色，波长 （Color Hue Wavelength Spectrum） 单位（nm)
a. λp:發光體或物體(經由反射或穿透)在分光儀上量得的能量 分佈,其峰值位置對應的波長,稱為λp(peak). b. λd :而λd (dominant)是以人眼所見的可見光區(400-700), 決定發光體或物體的光線主要落在什麼波長. c. △ λ:(半波寬)
-2-
一.LED简介
LED(Light Emitting Diode)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PLCC LED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
Spectral Radiance (Peak @ 610nm)
Normalized Response
Peak Wavelength λp:610nm(峰值波長) Dominant Wavelength λd:624nm(主波長) △ λ:22nm(半波寬)
1.0
0.8
0.6
0.4
△λ
0.2
来自百度文库
0.0
520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 Wave Length(nm)
Forward Voltage vs.Forward Current(Ta=25℃)
Forward Current IF(mA)
100
单位（V）
10
1
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
Forward Voltage VF(V)
-13-
八. 白光LED相关名词(光电参数定义2)
-33-
十五. LED应用总结说明
由于超高亮度LED具有非常广泛的用途，特别是白光LED的出现，给应用面带来更丰富的内容。目前国内有几百个 单位在开发、生产超高亮度LED的各种应用，热点应用主要包括以下几个主要方面：
化工程景观、装饰灯
作为一种冷光源，LED照明灯具有绿色环保、节能、色彩绚丽等传统光源不可比拟的优点。目前， LED轮廓灯、LED护 栏灯、LED灯带、LED灯泡等被广泛应用于桥梁、大厦广场、标志物、仿古建筑、招牌广告等轮廓勾勒以及立交桥护栏 、危险路段、警戒标志及其高楼轮廓、庭院护栏等场所，对美化城市、塑造景观有重要作用
固Chip
Chip 烘烤 Chip Epoxy Cure
晶片推力测试 Die Shear Test
电浆清洗 Plasma
Chip Die Bonding
焊线 Wire Bonding
焊线测试检查
预热烘烤
电浆清洗
WB Test / Inspection
Pre cure
Plasma
-20-
九. 白光生产流程概要(2)
LED封装产品基础知识
讲师：董新立 2011.07.19
广东德豪润大功率LED封装厂
< 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 ETI LED产品图片 LED产品应用案例
-1-
第一部分：什么是LED和LED基本概念
配胶 Mixing 抽真空 Degasing 封胶 Dispensing 硅胶烘烤 DP Silicon Cure
外观检查 Visual Inspection
冲压 Trim
测试 Sorting Test
包装
Taping Test
出荷检查
OQC
-21-
十. 白光LED相关物料图片
支架图
晶片图
焊线图
焊线图
-14-
八. 白光LED相关名词(光电参数定义3)
三，发光强度（luminous Intensity）
单位﹕cd(Candla)
表示光源在一定方向范圍內發出的光通量的大小。 一般而言，光源之光线会向不同方向以不同强度放射出其光通量，在特定 方向所放出之可见光之强度称为光强
IV与IF成正比
Forward Current vs.Relative Luminosity (Ta=25℃) 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
相结合，激发出光子，产生光能
P層 發光 N層 電子 發光
+
+
+
+ + +
HOLE電洞
-5-
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
VF(對應IF)
成本低、制作容易的优点。预计三波长白光LED今年有商品化的机机会，未来应用
在取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LCD背光源等市场，对白光LED的市场成长有 很大的帮助
自从出现发光二极管LED以来，人们一直在努力追求实现固体光源，随着发光二极
管LED制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，使 发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED的出现，使 高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。曾经有人指出，高亮度LED将是人 类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一。
化学领先，拥有众多专利权。第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe（锌，硒）为
材料的白光LED，不过发光效率较差，但由于目前白光LED市场热销，仍呈现供不应 由求现象。
-11-
七. 荧光粉+蓝光晶片的白光LED简介(2) CIE 座标图
白光产生的种类
3 chips 型: Red Chip + Green Chip+ Blue Chip 2 chips 型: Blue Chip+ Yellow Chip 1 chip 型 : Blue Chip+ Yellow荧光粉 UV Chip +RGB荧光粉 ZnSe（锌，硒）
-10-
七. 荧光粉+蓝光晶片的白光LED简介(1)
在技术方面白光LED目前主要分为两种发光方式:目前主要的商品化作法是日亚化学 (Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质，利用蓝光LED 照射此一荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的 黄光、蓝光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技术方面仍以日亚
亮度相同的兩顆LED, 2θ1/2愈大則Iv愈小
-16-
八. 白光LED相关名词(光电参数定义5)
五，色温（Color Temperature) 单位：绝对温度（Kelvin , K)
一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体（Black boby radiator)”本 身之绝对温度值，以量化光源的光色表现。根据Max Planck(普朗克)的理论，将一 具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座 标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红——橙红——黄——黄白——白 ——蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源 的相关色温度，此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之 温度越高，其辐射出之光线光谱中蓝色成份就越多，红色成份也就相对越少，反之 标准黑体之温度越低,其辐射出之光线光谱中的蓝色成份就越少,红色成份就越多 一个灯的光色可以简单的以色温来表示,以发出光色为暖白色之普通白炽灯泡为例, 其色温为2700K，而一般日光灯之色温为6000K，光之色温主要可分成三大类： 暖 白：＜3500K 自然白：3500至5000K 正 白：5000至7500K 冷 白：＞7500K
-12-
八. 白光LED相关名词(光电参数定义1)
一，顺向电压（Forward Voltage）
红，黄，黄绿：Typ：2.0V Max:2.4V 紫，蓝，绿，白：Typ：3.2V Max:4.0V 测试条件：IF=20mA Ta=25℃ IF=30mA Ta=25℃ IF=120mA Ta=25℃ IF=350mA Ta=25℃
-26-
十二. 白光LED应用图片集锦(室外照明)
-27-
十二. 白光LED应用图片集锦(室外照明)
-28-
十三.白光LED量测说明
说明：LED特点垂直最上方光束最强(垂直量测光强IV,单位为cd)，向外光束 逐渐减弱，所有光束的总和为光通量，单位是(lm)[(W)]
积分球(全光通量测试) 套 筒 (轴向光测试) 角度测试仪(角度测试)
遠紫外線 中紫外線
紫 外 線 區
化學線 (由日照產生化 學線作用引起)
近紫外線
可見光線 光 (人眼所見電磁波範圍) 接近 光性質
熱線 (熱能 也稱為 熱波)
有大熱能
五. 可见光LED顏色區分 380nm 430nm
紫色(Purple) 藍色(Blue) 藍綠色(Bluish Green)
490nm
-17-
八. 白光LED相关名词(光电参数定义6)
•标准黑体曲线（Black body locus）
Planck curve
-18-
第三部分：白光LED生产工艺说明
-19-
九. 白光生产流程概要(1)
资材入库 Incoming Materials 装支架 Lead Frame Insert 支架预热 L/F pre cure 固 Zener Zener chip Die Bonding
505nm
515nm
535nm 585nm 600nm 630nm 700nm
翠綠色(Green)
純綠色(Pure Green)
黃綠色(Yellow Green)
黃色(Yellow) 琥珀色(Amber) 橙色(Orange) 紅色(Red)
第二部分：白光LED相关名词解释
-9-
六. 白光原理
所谓白光是多种颜色混合而成的光，以人类眼睛所能见的白光形式至少须两种 光混合，如二波长光(蓝色光+黄色荧光粉)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)， 目前已商品化的产品蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉，在未来较被看好的是三波长 光，以无机紫外光晶片加R.G.B三基色荧光粉，此外有机单层三波长型白光LED也有
Total Luminous Flux
Averaged LED Intensity
Goniophotometer
-29-
第五部分：LED产品应用案例
-30-
十四.车用LED(指示，车饰，车灯等)
-31-
十四.照明用LED(室内，室外，景观)
-32-
十四.背光显示用LED(RGB显示屏，BLU背光)
胶深
点胶图
成品图
-22-
第四部分：ETI LED产品图片
-23-
十一. 白光LED图片集锦(1)
H P
H P
5050
5074
COB
5630 -24-
十一. 白光LED图片集锦(2)
3014
3803
3020
5252
3528
3535
5252
P-LED -25-
十二. 白光LED应用图片集锦(室内照明)
逆向電壓
VR (對應IR)
四.光的種類
10-3nm 1nm 10nm 100nm 280nm 315nm 380nm 白色光 稜鏡 分 成 七 色 光 譜 780nm 1000nm 1.5μm 中紅外線 5μm 100μm 1mm 極超短波 遠紅外線 電波 近紅外線 紅 外 線 區 長 波 長 γ射線 X射線 短 波 長
0 20 40 60 80 100 120
Relative Luminosity (a.u)
Forward Current IF(mA)
-15-
八. 白光LED相关名词(光电参数定义4)
四，发光角度（2θ1/2 Viewing Angle）
LED為指向性元件
½表示發光強度50%時的角度 LED亮度与角度成反比，