LED封装光源知识培训
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LED封装光源知识培训
第一章：LED定义与原理 1.1、定义与发光原理 1.2、 LED发光颜色的决定因素 1.3、白光LED 1.4、 LED的制作简介
第二章：LED封装介绍 2.1、何谓LED封装 2.2、LED封装的种类 2.3、公司的LED产品介绍 2.2、LED封装流介绍 2.3、封装的难点
ΔEc Eg
ΔEv
h Eg Ec Ev
1.2、 LED发光颜色的决定因素
LED所发出的光的颜色由上述Eg决定，而Eg则由半导体材料本身结构所决定，不同的材 料具有不同的Eg。
随着Eg的改变，光的波长发生改变，而光的波长直接决定光的颜色，因此Eg的改变可以 使LED直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫等光。
1.2 LED封装的种类
1.2 LED封装的种类
• Lamp
1.2 公司现有的封装产品
已存在产品
High Power
待推出产品
• SMD
LED Array
物料准备 固晶
固晶后烘烤 焊线
点荧光胶
1.4、LED 封装流程简介
荧光胶烘烤
分级
注模
包装
插支架 烘烤 切脚
1.5、封装的难点
环境要求：无尘车间，防静电措施等 固晶（IR，死灯等） 焊线(虚焊死灯，断线死灯等) 胶水（发黑衰减，变黄衰减，应变过大拉断金线死灯等） 工艺（汽泡，短路，杂物，缺胶等）
波长与Eg的大致关系可用如下公式来表达:(nm) =12400 Eg(eV)
蓝、紫色光携带的能量最多，波长短；而桔、红色光携带的能量最少，波长最长。
1.3、 白光LED的发光原理
白色是一种复合型光源，它不可能由单一波长的光而获得。在LED领域，简单地讲有三 种原理可实现白光LED：
1）红+绿+蓝三基色LED芯片 优点：效率高、色温可控、显色性较好的特点；
发光强度IV：光源在单位立体角内发射的光通量。IV和角度有直接关系，在同样光通量的 情况下，小角度的IV高，大角度的IV低。
内量子效率：从外部输入的电子和空穴，真正转化为光的部分，例如输入100个电子，和 100个空穴，但最后能在PN结复合的，只有50对，那内量子效率则为50%。
外量子效率：逸出到空气中的光子/PN结中产生的光子 LED发光效率（光电转换效率）：LED的光输出/加在LED上的电功率 （单位：lm/W）
第一章：LED的定义与原理
第一章 LED的定义与原理
1.1、 LED定义与发光原理
LED 是Lighting Emitting Diode的缩写，中文称发光二级管 LED的核心部分是由p型半导体、n型半导体和p-n结组成。在LED材料的PN结中，注入的
少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接 转换为光能。
P-layer N layer QW layer
Sapphire
Valance Band
Energy
Direct band gap Eg
momentum Wd400、465、505、520nm
第二章：LED封装介绍
第二章 LED封装介绍
1.1、何谓LED封装
LED封装是指用环氧树脂或有机硅等材料把LED芯片和支架包封起来的过程。具体而言， 就是将LED芯片及其他构成要素在支架或基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并 通过可塑性透光绝缘体介质包封固定，构成整体立体结构的过程，为芯片的正常工作提 供保护及散热功能。
缺点：三基色光衰不同导致色温不稳定，控制电路复杂、 成本较高。
2）紫外光LED芯片+激红、绿、蓝三基色荧光粉 优点：显色性好、制备简单； 缺点：紫外芯片效率较低，且有紫外光泄露问题，
荧光粉温度稳定性问题有待解决。
3）蓝色LED芯片+黄光荧光粉 优点：这种LED效率高、制备简单、温度稳定性较好、 显色性较好；
3.4、LED 的发光波长
主波长λD：单色刺激(光谱色)的波长为颜色的主波长,表现 人眼对颜色反映。（只有单色光才讲主波长）
第三章：LED封装产品的光电参数
第三章 LED封装产品的光电参数
3.1、LED 的I-V特性
IF=IF(0) × eqVf/KT
1. 遵循PN结的整流特性，IF与VF呈指数关系； 2. 单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，
反之为高接触电阻 ；
V无 质F：法的正导LE向通D芯电；片压当，。VF其当大VV于F＜值一V不定F时同值，，时外I，n加G电a电A流l场P迅为尚速1克.2增服V加，不，G少aLN因E为D载导2.流5通V子，。扩此散时而的形VF成称势为垒开电启场电，压此。时对电于阴不R同很材大， V加R：而反出向现击击穿穿电现压象，。电LE压D芯对片应材IR为料反种向类漏不电同流，。各当种反LE向D的偏反压向一击直穿增电加压使VVR＜也-不VR同时。，则出现IR突然增
3.2、LED 为什么需要恒流驱动
正常电器均是恒压驱动， 为什么LED需要恒定电流驱动？
IF=IF(0) × eqVf/KT
LED导通后，Vf和If是指数关系，即：微小的 VF变化将带来巨大的电流攀升，瞬间破坏LED。因 此需要限制其电流，选择恒流驱动。
3.3、LED 的发光强度 & 效率概念
光通量ΦV： LED在一定电流下导通时，所发射出的光的总和，称为光通量，其单位为流 明(lm)。光通量需要用积分球来收集，并通过光电测试系统转换而来。和角度无关。
第三章: LED的光电参数 3.1、LED 的I-V特性
课程大纲
3.2、LED 的恒流驱动 3.3、LED 的发光强度 & 效率 3.4、LED主波长 & 峰值波长 3.5、CIE1931 & CIE1976 3.6、色坐标(x,y) 3.7、公司CIE & ANSI标准 3.8、黑体，色温和相关色温 3.10、LED路灯vs. 高压钠灯 3.10、FFP（Far Field Pattern） 第四章：提问与回答
缺点：颜色一致性差、色温随角度变化
1.4、 LED芯片的制作简介
Power chip
1mm*1mm
Power chip package
1W 3W…..
Standard chip
0.23mm*0.27mm
Lamp package
0.07W 0.1W….
2 inch wafer
Conductio n band
第一章：LED定义与原理 1.1、定义与发光原理 1.2、 LED发光颜色的决定因素 1.3、白光LED 1.4、 LED的制作简介
第二章：LED封装介绍 2.1、何谓LED封装 2.2、LED封装的种类 2.3、公司的LED产品介绍 2.2、LED封装流介绍 2.3、封装的难点
ΔEc Eg
ΔEv
h Eg Ec Ev
1.2、 LED发光颜色的决定因素
LED所发出的光的颜色由上述Eg决定，而Eg则由半导体材料本身结构所决定，不同的材 料具有不同的Eg。
随着Eg的改变，光的波长发生改变，而光的波长直接决定光的颜色，因此Eg的改变可以 使LED直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫等光。
1.2 LED封装的种类
1.2 LED封装的种类
• Lamp
1.2 公司现有的封装产品
已存在产品
High Power
待推出产品
• SMD
LED Array
物料准备 固晶
固晶后烘烤 焊线
点荧光胶
1.4、LED 封装流程简介
荧光胶烘烤
分级
注模
包装
插支架 烘烤 切脚
1.5、封装的难点
环境要求：无尘车间，防静电措施等 固晶（IR，死灯等） 焊线(虚焊死灯，断线死灯等) 胶水（发黑衰减，变黄衰减，应变过大拉断金线死灯等） 工艺（汽泡，短路，杂物，缺胶等）
波长与Eg的大致关系可用如下公式来表达:(nm) =12400 Eg(eV)
蓝、紫色光携带的能量最多，波长短；而桔、红色光携带的能量最少，波长最长。
1.3、 白光LED的发光原理
白色是一种复合型光源，它不可能由单一波长的光而获得。在LED领域，简单地讲有三 种原理可实现白光LED：
1）红+绿+蓝三基色LED芯片 优点：效率高、色温可控、显色性较好的特点；
发光强度IV：光源在单位立体角内发射的光通量。IV和角度有直接关系，在同样光通量的 情况下，小角度的IV高，大角度的IV低。
内量子效率：从外部输入的电子和空穴，真正转化为光的部分，例如输入100个电子，和 100个空穴，但最后能在PN结复合的，只有50对，那内量子效率则为50%。
外量子效率：逸出到空气中的光子/PN结中产生的光子 LED发光效率（光电转换效率）：LED的光输出/加在LED上的电功率 （单位：lm/W）
第一章：LED的定义与原理
第一章 LED的定义与原理
1.1、 LED定义与发光原理
LED 是Lighting Emitting Diode的缩写，中文称发光二级管 LED的核心部分是由p型半导体、n型半导体和p-n结组成。在LED材料的PN结中，注入的
少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接 转换为光能。
P-layer N layer QW layer
Sapphire
Valance Band
Energy
Direct band gap Eg
momentum Wd400、465、505、520nm
第二章：LED封装介绍
第二章 LED封装介绍
1.1、何谓LED封装
LED封装是指用环氧树脂或有机硅等材料把LED芯片和支架包封起来的过程。具体而言， 就是将LED芯片及其他构成要素在支架或基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并 通过可塑性透光绝缘体介质包封固定，构成整体立体结构的过程，为芯片的正常工作提 供保护及散热功能。
缺点：三基色光衰不同导致色温不稳定，控制电路复杂、 成本较高。
2）紫外光LED芯片+激红、绿、蓝三基色荧光粉 优点：显色性好、制备简单； 缺点：紫外芯片效率较低，且有紫外光泄露问题，
荧光粉温度稳定性问题有待解决。
3）蓝色LED芯片+黄光荧光粉 优点：这种LED效率高、制备简单、温度稳定性较好、 显色性较好；
3.4、LED 的发光波长
主波长λD：单色刺激(光谱色)的波长为颜色的主波长,表现 人眼对颜色反映。（只有单色光才讲主波长）
第三章：LED封装产品的光电参数
第三章 LED封装产品的光电参数
3.1、LED 的I-V特性
IF=IF(0) × eqVf/KT
1. 遵循PN结的整流特性，IF与VF呈指数关系； 2. 单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，
反之为高接触电阻 ；
V无 质F：法的正导LE向通D芯电；片压当，。VF其当大VV于F＜值一V不定F时同值，，时外I，n加G电a电A流l场P迅为尚速1克.2增服V加，不，G少aLN因E为D载导2.流5通V子，。扩此散时而的形VF成称势为垒开电启场电，压此。时对电于阴不R同很材大， V加R：而反出向现击击穿穿电现压象，。电LE压D芯对片应材IR为料反种向类漏不电同流，。各当种反LE向D的偏反压向一击直穿增电加压使VVR＜也-不VR同时。，则出现IR突然增
3.2、LED 为什么需要恒流驱动
正常电器均是恒压驱动， 为什么LED需要恒定电流驱动？
IF=IF(0) × eqVf/KT
LED导通后，Vf和If是指数关系，即：微小的 VF变化将带来巨大的电流攀升，瞬间破坏LED。因 此需要限制其电流，选择恒流驱动。
3.3、LED 的发光强度 & 效率概念
光通量ΦV： LED在一定电流下导通时，所发射出的光的总和，称为光通量，其单位为流 明(lm)。光通量需要用积分球来收集，并通过光电测试系统转换而来。和角度无关。
第三章: LED的光电参数 3.1、LED 的I-V特性
课程大纲
3.2、LED 的恒流驱动 3.3、LED 的发光强度 & 效率 3.4、LED主波长 & 峰值波长 3.5、CIE1931 & CIE1976 3.6、色坐标(x,y) 3.7、公司CIE & ANSI标准 3.8、黑体，色温和相关色温 3.10、LED路灯vs. 高压钠灯 3.10、FFP（Far Field Pattern） 第四章：提问与回答
缺点：颜色一致性差、色温随角度变化
1.4、 LED芯片的制作简介
Power chip
1mm*1mm
Power chip package
1W 3W…..
Standard chip
0.23mm*0.27mm
Lamp package
0.07W 0.1W….
2 inch wafer
Conductio n band