LED發(fā)光二極管介紹

作者：時間：2013-01-22 來源：網(wǎng)絡

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led照明最近幾年悄然興起，但是你是否了解led呢，今天就讓我們一起學習一下led吧

LED(Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，主要由支架、銀膠、晶片、金線、環(huán)氧樹脂五種物料所組成。

LED是一種能夠將電能轉化為光能的半導體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點非常明

LED燈泡以及燈具圖片(18張)顯，壽命長、光效高、輻射低與功耗低。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過150lm/W(2010年)。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過150lm/W，壽命可大于100000小時。有人還預測，未來的LED壽命上限將無窮大。隨著LED散熱技術的改進，室外照明LED燈、投光燈等大功率LED照明燈具已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產并開始被大量應用。對色溫和顯色性要求很高的室內照明的舞臺燈、影棚燈等也已實現(xiàn)量產并投入應用。適用范圍最大、用量也最大的通用照明的T8、T5、T4燈管和代替白熾燈和節(jié)能燈的螺口球泡燈已形成系列化，使用壽命已高達5萬小時。LED照明已進入高速發(fā)展期。

LED封裝形式

依據(jù)異樣的運用場合、異樣的外形尺度、散熱計劃和發(fā)光作用。LED封裝方式多種多樣。當前，LED按封裝方式分類首要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED等

lamp-led封裝工藝流程圖

Lamp-LED(垂直LED)

Lamp-LED早期呈現(xiàn)的是直插LED，它的封裝選用灌封的方式。灌封的進程是先在LED成型模腔內注入液態(tài)環(huán)氧樹脂，然后刺進壓焊好的LED支架，放入烘箱中讓環(huán)氧樹脂固化后，將LED從模腔中脫離出即成型。由于制作工藝相對簡略、成本低，有著較高的市場占有率。

SMD-LED(貼片LED)

貼片LED是貼于線路板外表的，適合SMT加工，可回流焊。很好地處理了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題，選用了更輕的PCB板和反射層材料，改善后去掉了直插LED較重的碳鋼材料引腳，使顯現(xiàn)反射層需求填充的環(huán)氧樹脂更少，意圖是減少尺度，下降分量。這樣，貼片LED可輕易地將產物分量減輕一半，最終使運用愈加完滿。

Side-LED(側發(fā)光LED)

當前，LED封裝的另一個要數(shù)旁邊面發(fā)光封裝。若是想運用LED當LCD(液晶顯現(xiàn)器)的背光光源，那么LED的旁邊面發(fā)光需與外表發(fā)光一樣，才能使LCD背光發(fā)光均勻。固然運用導線架的描繪，也可以到達旁邊面發(fā)光的意圖，可是散熱作用欠好。不過，Lumileds公司創(chuàng)造反射鏡的描繪，將外表發(fā)光的LED，使用反射鏡原理來發(fā)成側光，成功地將高功率LED運用在大尺度LCD背光模組上。

TOP-LED(頂部發(fā)光LED)

頂部發(fā)光LED是比較常見的貼片式發(fā)光二極管。首要運用于多功能超薄手機和PDA中的背光和狀況指示燈。

High-Power-LED(高功率LED)

為了取得高功率、高亮度的LED光源，廠商們在LED芯片及封裝描繪方面向大功率方向開展。當前，能接受數(shù)W功率的LED封裝已呈現(xiàn)。比方Norlux系列大功率LED的封裝布局為六角形鋁板作底座(使其不導電)的多芯片組合，底座直徑31.75mm，發(fā)光區(qū)坐落其間心部位，直徑約(0.375×25.4)mm，可包容40只LED管芯，鋁板還作為熱沉。這種封裝選用慣例管芯高密度組合封裝，發(fā)光功率高，熱阻低，在大電流下有較高的光輸出功率，也是一種有開展前景的LED固體光源。

可見，功率型LED的熱特性直接影響到LED的工作溫度、發(fā)光功率、發(fā)光波長、運用壽命等，因而，對功率型LED芯片的封裝描繪、制作技能顯得愈加重要。

Flip Chip-LED(覆晶LED)

LED覆晶封裝布局是在PCB基本上制有復數(shù)個穿孔，該基板的一側的每個穿孔處都設有兩個異樣區(qū)域且互為開路的導電原料，而且該導電原料是平鋪于基板的外表上，有復數(shù)個未經(jīng)封裝的LED芯片放置于具有導電原料的一側的每個穿孔處，單一LED芯片的正極與負極接點是使用錫球分別與基板外表上的導電材料連接，且于復數(shù)個LED芯片面向穿孔的一側的外表皆點有透明材料的封膠，該封膠是呈一半球體的形狀坐落各個穿孔處。歸于倒裝焊布局發(fā)光二極管。

LED發(fā)光原理

LED可以直接把電能轉化為光能。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附著

LED燈株在一個支架上，是負極，另一端連接電源的正極，整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結材料決定的。

貼片LED

LED分類

1、按發(fā)光管發(fā)光顏色分

可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。

根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管適合于做指示燈用。

2、按發(fā)光管出光面特征分

分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。

由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強度角分布情況。

從發(fā)光強度角分布圖來分有三類：

(1)高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。

(2)標準型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。

(3)散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。

3、按發(fā)光二極管的結構分

有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結構。

4、按發(fā)光強度和工作電流分

有普通亮度的LED(發(fā)光強度10mcd);把發(fā)光強度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發(fā)光管相同)。

除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。

相關知識

陶瓷LED天花燈

LED的亮度是跟LED的發(fā)光角度有必然關系的，LED的角度越小它的亮度越高，生產工藝不一樣，使用壽命略有不同。5MM的LED180度角的白光的發(fā)光強度只有幾百MCD，15度角的光強在一萬多兩萬MCD，在戶外用大功率的LED，亮度就更高了，單個功率有1W、3W、5W，還有的是用多個大功率組合成一個大功率的LED，功率去到幾百W都有。

色溫和亮度沒關系，而亮度和流明值有關

來看幾個相關概念：

(1)光通量(lm)

由于人眼對不同波長的電磁波具有不同的靈敏度，我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量，必須采用以人眼對光的感覺量為基準的單位----光通量來衡量。光通量用符號Φ表示，單位為流明(lm)。

(2)發(fā)光強度(cd)

光通量是說明某一光源向四周空間發(fā)射出的總光能量。不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布是不同的。發(fā)光強度的單位為坎德拉，符號為cd，它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對點光源形成的角)內發(fā)射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr：立體角的球面度單位)。