LED發(fā)光二極管介紹

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(xué)習(xí)一下led吧

LED構(gòu)成

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?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)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(jié)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(yù)測，未來的LED壽命上限將無窮大。隨著LED散熱技術(shù)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(chǎn)并開始被大量應(yīng)用。對色溫和顯色性要求很高的室內(nèi)照明的舞臺燈、影棚燈等也已實現(xiàn)量產(chǎn)并投入應(yīng)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(dāng)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(nèi)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(chǎn)物分量減輕一半，最終使運用愈加完滿。

Side-LED(側(cè)發(fā)光LED)

當(dāng)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(dāng)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(dǎo)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(cè)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(dāng)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(dǎo)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(fù)數(shù)個穿孔，該基板的一側(cè)的每個穿孔處都設(shè)有兩個異樣區(qū)域且互為開路的導(dǎo)電原料，而且該導(dǎo)電原料是平鋪于基板的外表上，有復(fù)數(shù)個未經(jīng)封裝的LED芯片放置于具有導(dǎo)電原料的一側(cè)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(dǎo)電材料連接，且于復(fù)數(shù)個LED芯片面向穿孔的一側(cè)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(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個半導(dǎo)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(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)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(fù)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。

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(guān)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(guān)系的，LED的角度越小它的亮度越高，生產(chǎn)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(guān)系，而亮度和流明值有關(guān)

來看幾個相關(guān)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(zhǔn)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(nèi)發(fā)射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr：立體角的球面度單位)。

陶瓷

(3)亮度(cd/m2)

亮度是表示眼睛從某一方向所看到物體發(fā)射光的強度。單位為坎德拉/平方米[cd/m2]，符號為L，表明發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量，它等于1平方米表面上發(fā)出1坎德拉的發(fā)光強度。

(4)色溫( Color Temperature )

當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對溫度K(開爾文，開氏度 = 攝氏度 + 273.15 )表示。

顯色性(Color rendering property)

原則上，人造光線應(yīng)與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當(dāng)然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定。

光源對于物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性。通常叫做"顯色指數(shù)"(Ra)。顯色性是指事物的真實顏色(其自身的色澤)與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示的顏色關(guān)系。Ra值的確定，是將DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測試光源下做比較，色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。

Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標(biāo)準(zhǔn)光源下一致。