全部LED照明培訓(xùn)資料和質(zhì)量控制方法介紹

1、LED產(chǎn)品介紹LED概述 LED（Lighy Emitting Diode），又稱發(fā)光二極管，它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。 （一）LED的發(fā)展歷史 應(yīng)用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光源原理制成LED問世于20世紀(jì)60年代初，1964年首先出現(xiàn)紅色發(fā)光二極管，之后出現(xiàn)黃色LED。直到1994年藍(lán)色、綠色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司（日亞）成功開發(fā)出白色LED。 LED以其固有的特點(diǎn)，如省電、壽命長(zhǎng)、耐震動(dòng)，響應(yīng)速度快、冷光源等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于指示燈、信號(hào)燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域，在我們的日常生

2、活中處處可見，家用電器、電話機(jī)、儀表板照明、汽車防霧燈、交通信號(hào)燈等。但由于其亮度差、價(jià)格昂貴等條件的限制，無(wú)法作為通用光源推廣應(yīng)用。 近幾年來(lái)，隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近1000倍，色度方面已實(shí)現(xiàn)了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出現(xiàn)，使LED應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場(chǎng)成為可能。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)明之一。 （二）LED發(fā)光原理 發(fā)光二極管主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成

3、。其發(fā)光體晶片的面積為10.12mil（1mil=0.0254平方毫米），目前國(guó)際上出現(xiàn)大晶片LED，晶片面積達(dá)40mil。 其發(fā)光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當(dāng)電子經(jīng)過該晶片時(shí)，帶負(fù)電的電子移動(dòng)到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消失的同時(shí)產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產(chǎn)生的光子的能量就越高。光子的能量反過來(lái)與光的顏色對(duì)應(yīng)，可見光的頻譜范圍內(nèi)，藍(lán)色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。 LED照明光源的主流將是高亮度的白光LE

4、D。目前，已商品化的白光LED多是二波長(zhǎng)，即以藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光。未來(lái)較被看好的是三波長(zhǎng)白光LED，即以無(wú)機(jī)紫外光晶片加紅、藍(lán)、綠三顏色熒光粉混合產(chǎn)生白光，它將取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LED背光源等市場(chǎng)。 （三）LED光源的基本特征 、發(fā)光效率高 LED經(jīng)過幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明瓦，熒光燈5070流明瓦，鈉燈90140流明瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經(jīng)改良后將達(dá)到達(dá)50200流明瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無(wú)需過濾可直接發(fā)出有色可見光。目前，世界各國(guó)均加緊提高LED光效方面的研究，在不遠(yuǎn)的將

5、來(lái)其發(fā)光效率將有更大的提高。 、耗電量少 LED單管功率0.030.06瓦，采用直流驅(qū)動(dòng)，單管驅(qū)動(dòng)電壓1.53.5伏，電流1518毫安，反應(yīng)速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，熒光燈管的二分之一、日本估計(jì)，如采用光效比熒光燈還要高兩倍的LED替代日本一半的白熾燈和熒光燈。每年可節(jié)約相當(dāng)于60億升原油。就橋梁護(hù)欄燈例，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩變化。 、使用壽命長(zhǎng) 采用電子光場(chǎng)輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點(diǎn)。而采用LED燈體積小、重量輕，環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震動(dòng)，不易破碎。平均壽命達(dá)

6、10萬(wàn)小時(shí)。LED燈具使用壽命可達(dá)510年，可以大大降低燈具的維護(hù)費(fèi)用，避免經(jīng)常換燈之苦。 、安全可靠性強(qiáng) 發(fā)熱量低，無(wú)熱輻射，冷光源，可以安全抵摸：能精確控制光型及發(fā)光角度，光色柔和，無(wú)眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)。內(nèi)置微處理系統(tǒng)可以控制發(fā)光強(qiáng)度，調(diào)整發(fā)光方式，實(shí)現(xiàn)光與藝術(shù)結(jié)合。 、有利于環(huán)保 LED為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護(hù)。 關(guān)于LED壽命LED的使用壽命，一般認(rèn)為在理想狀態(tài)下有10萬(wàn)小時(shí)。實(shí)際在使用過程中其光強(qiáng)會(huì)隨使用時(shí)間的推移逐漸衰減，即電能轉(zhuǎn)化為光能的效率逐漸降低

7、。我們能真正使用的有效光強(qiáng)范圍應(yīng)在其衰減到初始光強(qiáng)的70%以上時(shí)，壽命是否可以定義為光效逐漸降低至70%的時(shí)間段。目前還沒有明確的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)衡量。而且LED的使用壽命與其芯片的質(zhì)量和封裝技術(shù)、工藝直接相關(guān)，據(jù)某LED封裝廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有些芯片在20mA條件下連續(xù)點(diǎn)亮4000小時(shí)后其光亮度衰減已達(dá)50%。但是隨著技術(shù)、工藝的提高，光衰時(shí)間越來(lái)越緩慢，即壽命也越長(zhǎng)。關(guān)于LED眩光和其它光源一樣，LED的光輻射理論上也能對(duì)人體造成危害。傷害主要發(fā)生在人的眼睛和皮膚，如皮膚和眼睛的光化學(xué)危害、眼睛的近紫外危害、視網(wǎng)膜藍(lán)光光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜無(wú)晶狀體光化學(xué)危害、視網(wǎng)膜熱危害和皮膚熱危害等，而兩者之中更容易

8、受到傷害的是眼睛。此外，LED也能引起眩光危害。眩光就是在視野中由于亮度的分布或范圍不適宜，或在空間或時(shí)間上存在著極端的亮度對(duì)比，以至引起不舒適和降低物體可見度的視覺條件，眩光是評(píng)價(jià)照明質(zhì)量的最重要因素之一。但是LED與高強(qiáng)度，高方向性的激光光束不同，在現(xiàn)今的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中能夠?qū)θ搜郛a(chǎn)生直接危害的LED光源幾乎沒有（盡管很多標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)對(duì)LED的安全性要求做了規(guī)定），所以我們要關(guān)心的主要是一些光亮度能夠?qū)е氯搜垩；蟮腖ED光源。我們稱這種危害為?；笪：Γ唧w是指耀眼的光亮使得人眼花繚亂或產(chǎn)生不利的視覺殘留現(xiàn)象的危害，這是我們用于定義介于眩光危害和直接光化學(xué)危害的中間階段而引入的新概念。曾經(jīng)在夜間行

9、駛的司機(jī)可能已經(jīng)注意到LED的交通紅綠燈的亮度看上去很不舒服，而且已經(jīng)有報(bào)告指出一些LED手電筒也能夠?qū)е掠憛挼难；蠛鸵曈X殘留。關(guān)于LED燈帶LED燈帶生產(chǎn)由于踏入的門檻低，因此銷售這類裝飾產(chǎn)品的人還真是不少。只有少數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的人士才有辦法去識(shí)別，正規(guī)的生產(chǎn)商生產(chǎn)的LED燈帶和山寨版的LED燈帶（即指在出租屋內(nèi)全憑人工作業(yè)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品）是能從外觀上一眼看出來(lái)的。下面來(lái)談一下如何憑眼睛來(lái)識(shí)別LED燈帶的質(zhì)量好壞： 1、看焊點(diǎn)。正規(guī)的LED燈帶生產(chǎn)商生產(chǎn)的LED燈帶是采用SMT貼片工藝，用錫膏和回流焊工藝生產(chǎn)的。因此，LED燈帶上的焊點(diǎn)比較光滑而且焊錫量不會(huì)多，焊點(diǎn)呈圓弧狀從FPC焊盤處往LED電

10、極處延伸。而山寨版LED燈帶的焊點(diǎn)焊錫量不均勻，多呈一個(gè)圓點(diǎn)包住焊腳，同時(shí)會(huì)有不同程度的錫尖出現(xiàn)，這是手工焊接的典型現(xiàn)象。 2、看FPC質(zhì)量。FPC分敷銅和壓延銅兩種，敷銅板的銅箔是凸出來(lái)的，細(xì)看的話能從焊盤與FPC的連接處看出來(lái)。而壓延銅是密切和FPC連為一體的，可以任意彎折而不會(huì)出現(xiàn)焊盤脫落現(xiàn)象。敷銅板如果彎折過多就會(huì)出現(xiàn)焊盤脫落，維修時(shí)溫度過高也會(huì)造成焊盤脫落。 3、看LED燈帶表面的清潔度。如果采用SMT工藝生產(chǎn)的LED燈帶，其表面的清潔度非常好，看不到什么雜質(zhì)和污漬。但是如果采用手焊工藝生產(chǎn)的山寨版LED燈帶，其表面不管如何清洗，都會(huì)殘留有污漬和清洗的痕跡，同時(shí)在FPC表面會(huì)有助焊劑

11、和錫渣殘留。 4、看包裝。正規(guī)的LED燈帶會(huì)采用防靜電卷料盤包裝，一般會(huì)5米一卷或者是10米一卷，然后外面再采用防靜電防潮包裝袋密封。而山寨版的LED燈帶會(huì)因?yàn)楣?jié)約成本，而采用回收卷料盤，然后沒有防靜電防潮包裝袋，仔細(xì)看卷料盤能看出外表有清除標(biāo)簽時(shí)留下的痕跡和劃痕。 5、看標(biāo)簽。正規(guī)的LED燈帶包裝袋和卷料盤上面都會(huì)有印刷標(biāo)簽，而不是打印的標(biāo)簽。而山寨版的標(biāo)簽是打印的，同時(shí)規(guī)格和參數(shù)不統(tǒng)一。 6、看附件。正規(guī)的LED燈帶會(huì)在包裝箱里面附上使用說明和燈帶規(guī)格書，同時(shí)還會(huì)配備LED燈帶連接器或者是卡座；而山寨版的LED燈帶包裝箱里則沒有這些附件，因?yàn)橐恍S家畢竟還是能省則省。影響LED燈帶價(jià)格的要

12、點(diǎn) 1、LED燈帶采用的芯片：芯片有國(guó)產(chǎn)和臺(tái)灣芯片，還有進(jìn)口芯片（包括美國(guó)芯片、日本芯片、德國(guó)芯片等）。芯片不同，價(jià)格差異很大。目前最貴的是美國(guó)芯片，其次是日本芯片和德國(guó)芯片，價(jià)格適中的是臺(tái)灣芯片。具體采用什么芯片？要達(dá)到什么樣的效果？采購(gòu)之前要先心里有數(shù)。國(guó)智光用的芯片是CREE大家可以想想價(jià)格就要貴多少了。所以目前我們產(chǎn)品主要是用在照明方面用的，很少是用在裝飾方面的。 2、LED封裝：分樹脂封裝和硅膠封裝。樹脂封裝的價(jià)格要便宜一些，因?yàn)樯嵝阅苌圆?，其他都是一樣。硅膠封裝的散熱性能好，因此價(jià)格要比樹脂封裝的稍貴一點(diǎn)。 3、 LED顏色的一致性：目前國(guó)內(nèi)有很多封裝廠，大大小小加起來(lái)也有上千家

13、，當(dāng)然也就有實(shí)力的強(qiáng)弱之分。有很多小的封裝廠由于沒有分光分色機(jī)，因此要么不分光分色，要么就是外發(fā)，這樣對(duì)于品質(zhì)就很難保證。沒有經(jīng)過分光分色的LED，其顏色一致性較差，裝在LED燈帶上點(diǎn)亮后的效果就不是那么好，當(dāng)然價(jià)格差異也就比較大。 4、LED焊接效果：LED燈帶的組裝分手工焊接和機(jī)器焊接兩種，手工焊接就是用烙鐵，采用最原始的辦法進(jìn)行焊接。這種作業(yè)方式出來(lái)的產(chǎn)品一是外觀難看（焊點(diǎn)大小不一致、助焊劑殘留多、焊點(diǎn)不光滑、LED封裝被燙壞等），二是靜電保護(hù)措施不好，很多LED芯片被擊穿，導(dǎo)致通電時(shí)出現(xiàn)微亮或者不亮的現(xiàn)象。 機(jī)器焊接就不一樣，機(jī)器焊接是用回流焊進(jìn)行焊接，不僅焊接后的產(chǎn)品外觀漂亮（焊點(diǎn)大

14、小一致、焊點(diǎn)光滑、無(wú)助焊劑殘留、LED封裝完好），而且不會(huì)出現(xiàn)芯片被靜電燒壞的現(xiàn)象。同時(shí)，LED的位置和方向都比較美觀。這個(gè)可以從外觀上直接看出來(lái)。 5、FPC材質(zhì)：FPC分壓延銅和敷銅兩種，敷銅板比較便宜，壓延銅比較貴。敷銅板的焊盤在彎折時(shí)容易脫落，而壓延銅不會(huì)。具體采用哪一種材質(zhì)的FPC，要看采購(gòu)者自己根據(jù)使用環(huán)境來(lái)做決定。 6、FPC有無(wú)經(jīng)過環(huán)保認(rèn)證、UL認(rèn)證？LED有無(wú)專利等。有經(jīng)過認(rèn)證和有專利的，價(jià)格比較貴，沒有的價(jià)格便宜。 7、LED的亮度：不同亮度的LED價(jià)格不同，普通亮度和高亮的LED價(jià)格相差比較懸殊。因此，采購(gòu)的時(shí)候一定要清楚的知道自己需要的是什么樣的亮度，這樣才能準(zhǔn)確的定位

15、自己的產(chǎn)品。 8、LED的顏色：顏色不同，價(jià)格不一樣。白色、綠色由于配色和分光分色比較難，因此價(jià)格比其他顏色的價(jià)格要高；紅、黃、藍(lán)等顏色分光分色比較容易，并且一致性比較好，因此價(jià)格稍便宜一些。特殊顏色如紫色、棕色等由于配色原因，其價(jià)格是最貴的。 9、LED的尺寸：不同規(guī)格大小的LED，價(jià)格不同。如0603的LED和1210（即3528）的LED，其價(jià)格就相差較大；而1210和5050規(guī)格的LED價(jià)格又相差一個(gè)臺(tái)階。八大LED制造商1,CREE著名LED芯片制造商，美國(guó)CREE公司，產(chǎn)品以碳化硅(SiC)，氮化鎵(GaN),硅(Si)及相關(guān)的化合物為基礎(chǔ),包括藍(lán),綠,紫外發(fā)光二極管(LED),近

16、紫外激光,射頻(RF)及微波器件,功率開關(guān)器件及適用于生產(chǎn)及科研的碳化硅(SiC)晶圓片2,OSRAMOSRAM 是世界第二大光電半導(dǎo)體制造商，產(chǎn)品有照明，傳感器，和影像處理器。公司總部位于德國(guó)，研發(fā)和制造基地在馬來(lái)西亞，約有3400名員工，2004年銷售額為45.9億歐元。OSRAM最出名的產(chǎn)品是LED，長(zhǎng)度僅幾個(gè)毫米，有多種顏色，低功耗，壽命長(zhǎng)3,NICHIA日亞化學(xué)，著名LED芯片制造商，日本公司，成立于1956年，開發(fā)出世界第一顆藍(lán)色LED(1993年) ,世界第一顆純綠LED(1995年),在世界各地建有子公司。4,Toyoda GoseiToyoda Gosei 豐田合成，總部位于

17、日本愛知，生產(chǎn)汽車部件和LED，LED約占收入10%,豐田合成與東芝所共同開發(fā)的白光LED，是采用紫外光LED與螢光體組合的方式，與一般藍(lán)光LED與螢光體組合的方式不同。5,Agilent作為世界領(lǐng)先的LED供應(yīng)商，其產(chǎn)品為汽車、電子信息板及交通訊號(hào)燈、工業(yè)設(shè)備、蜂窩電話及消費(fèi)產(chǎn)品等為數(shù)眾多的產(chǎn)品提供高效、可靠的光源。這些元件的高可靠性通?？杀ＷC在設(shè)備使用壽命期間不用再更換光源。安捷倫低成本的點(diǎn)陣LED顯示器、品種繁多的七段碼顯示器及安捷倫LED光條系列產(chǎn)品都有多種封裝及顏色供選擇6,TOSHIBA東芝半導(dǎo)體是汽車用的主要供貨商，特別是儀表盤背光，車子電臺(tái)，導(dǎo)航系統(tǒng)，氣候控制等單元。使用的技術(shù)

18、是InGaAlP，波長(zhǎng)從560nm（pure green）到630nm（red）。近期，東芝開發(fā)了新技術(shù) UV+phosphor（紫外+熒光），芯片可發(fā)出紫外線，激發(fā)熒光粉后組合發(fā)出各種光，如白光，粉紅，青綠等光。7,LUMILEDSLumileds Lighting是全球大功率LED和固體照明的領(lǐng)導(dǎo)廠商，其產(chǎn)品廣泛用于照明，電視，交通信號(hào)和通用照明，Luxeon Power Light Sources是其專利產(chǎn)品，結(jié)合了傳統(tǒng)燈具和LED的小尺寸，長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。還提供各種LED晶片和LED封裝，有紅，綠，藍(lán)，琥珀，白等LED.Lumileds Lighting總部在美國(guó)，工廠位于荷蘭，日本，馬

19、來(lái)西亞，由安捷倫和飛利浦合資組建于年，年飛利浦完全收購(gòu)了該公司。8,SSC首爾半導(dǎo)體乃韓國(guó)最大的LED環(huán)保照明技術(shù)生產(chǎn)商，并且是全球八大生產(chǎn)商之一(資料來(lái)源：Strategies Unlimited-LED市場(chǎng)研究公司)。首爾半導(dǎo)體的主要業(yè)務(wù)乃生產(chǎn)全線LED組裝及定制模組產(chǎn)品，包括采用交流電驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體光源產(chǎn)品如：Acriche、側(cè)光LED、頂光LED、切片 LED、插件LED及食人魚(超強(qiáng)光) LED等。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于一般照明、顯示屏照明、移動(dòng)電話背光源、電視、手提電腦、汽車照明、家居用品及交通訊號(hào)等范疇之中。LED結(jié)溫及降低結(jié)溫的途徑1、什么是LED的結(jié)溫？LED的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)半導(dǎo)體的

20、PN結(jié)。實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)電流流過LED元件時(shí)，PN結(jié)的溫度將上升，嚴(yán)格意義上說，就把PN結(jié)區(qū)的溫度定義為L(zhǎng)ED的結(jié)溫。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我們也可把LED芯片的溫度視之為結(jié)溫。2、產(chǎn)生LED結(jié)溫的原因有哪些？在LED工作時(shí)，可存在以下五種情況促使結(jié)溫不同程度的上升：a、元件不良的電極結(jié)構(gòu)，視窗層襯底或結(jié)區(qū)的材料以及導(dǎo)電銀膠等均存在一定的電阻值，這些電阻相互壘加，構(gòu)成LED元件的串聯(lián)電阻。當(dāng)電流流過PN結(jié)時(shí)，同時(shí)也會(huì)流過這些電阻，從而產(chǎn)生焦耳熱，引致芯片溫度或結(jié)溫的升高。b、由于PN結(jié)不可能極端完美，元件的注人效率不會(huì)達(dá)到100，也即是說，在LED工作時(shí)除P區(qū)向N區(qū)注入電荷(空穴)

21、外，N區(qū)也會(huì)向P區(qū)注人電荷 (電子)，一般情況下，后一類的電荷注人不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，而以發(fā)熱的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入電荷，也不會(huì)全部變成光，有一部分與結(jié)區(qū)的雜質(zhì)或缺陷相結(jié)合，最終也會(huì)變成熱。c、實(shí)踐證明，出光效率的限制是導(dǎo)致LED結(jié)溫升高的主要原因。目前，先進(jìn)的材料生長(zhǎng)與元件制造工藝已能使LED極大多數(shù)輸入電能轉(zhuǎn)換成光輻射能，然而由于LED芯片材料與周圍介質(zhì)相比，具有大得多的折射系數(shù)，致使芯片內(nèi)部產(chǎn)生的極大部分光子(90)無(wú)法順利地溢出介面，而在芯片與介質(zhì)介面產(chǎn)生全反射，返回芯片內(nèi)部并通過多次內(nèi)部反射最終被芯片材料或襯底吸收，并以晶格振動(dòng)的形式變成熱，促使結(jié)溫升高。d、顯然，LED

22、元件的熱散失能力是決定結(jié)溫高低的又一個(gè)關(guān)鍵條件。散熱能力強(qiáng)時(shí)，結(jié)溫下降，反之，散熱能力差時(shí)結(jié)溫將上升。由于環(huán)氧膠是低熱導(dǎo)材料，因此PN結(jié)處產(chǎn)生的熱量很難通過透明環(huán)氧向上散發(fā)到環(huán)境中去，大部分熱量通過襯底、銀漿、管殼、環(huán)氧粘接層， PCB與熱沉向下發(fā)散。顯然，相關(guān)材料的導(dǎo)熱能力將直接影響元件的熱散失效率。一個(gè)普通型的LED，從PN結(jié)區(qū)到環(huán)境溫度的總熱阻在300到 600w之間，對(duì)于一個(gè)具有良好結(jié)構(gòu)的功率型LED元件，其總熱阻約為15到30 w。巨大的熱阻差異表明普通型LED元件只能在很小的輸入功率條件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦級(jí)甚至更高。3、降低LED結(jié)溫的途徑有哪些？a

23、、減少LED本身的熱阻；b、良好的二次散熱機(jī)構(gòu)；c、減少LED與二次散熱機(jī)構(gòu)安裝介面之間的熱阻；d、控制額定輸入功率;e、降低環(huán)境溫度LED的輸入功率是元件熱效應(yīng)的唯一來(lái)源，能量的一部分變成了輻射光能，其余部分最終均變成了熱，從而抬升了元件的溫度。顯然，減小LED溫升效應(yīng)的主要方法，一是設(shè)法提高元件的電光轉(zhuǎn)換效率（又稱外量子效率），使盡可能多的輸入功率轉(zhuǎn)變成光能，另一個(gè)重要的途徑是設(shè)法提高元件的熱散失能力，使結(jié)溫產(chǎn)生的熱，通過各種途徑散發(fā)到周圍環(huán)境中去。LED散熱LED散熱是LED廠家最頭痛的問題，不過可以采用鋁基板，因?yàn)殇X的導(dǎo)熱係數(shù)高，散熱好，可以有效的將內(nèi)部熱量導(dǎo)出。鋁基板是一種獨(dú)特的金屬

24、基覆銅板，具有良好的導(dǎo)熱性、電氣絕緣性能和機(jī)械加工性能。設(shè)計(jì)時(shí)也要儘量將PCB靠近鋁底座，從而減少灌封膠部分產(chǎn)生的熱阻。一、LED鋁基板的特點(diǎn)1.采用表面貼裝技術(shù)（SMT）；2.在電路設(shè)計(jì)方案中對(duì)熱擴(kuò)散進(jìn)行極為有效的處理；3.降低產(chǎn)品運(yùn)行溫度，提高產(chǎn)品功率密度和可靠性，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命；4.縮小產(chǎn)品體積，降低硬體及裝配成本；5.取代易碎的陶瓷基板，獲得更好的機(jī)械耐久力。二、LED鋁基板的結(jié)構(gòu)鋁基覆銅板是一種金屬線路板材料、由銅箔、導(dǎo)熱絕緣層及金屬基板組成，它的結(jié)構(gòu)分三層：Cireuitl.Layer線路層：相當(dāng)于普通PCB的覆銅板，線路銅箔厚度loz至10oz。DielcctricLayer絕

25、緣層：絕緣層是一層低熱阻導(dǎo)熱絕緣材料。BaseLayer基層：是金屬基板，一般是鋁或可所選擇銅。鋁基覆銅板和傳統(tǒng)的環(huán)氧玻璃布層壓板等。電路層（即銅箔）通常經(jīng)過蝕刻形成印刷電路，使元件的各個(gè)部件相互連接，一般情況下，電路層要求具有很大的載流能力，從而應(yīng)使用較厚的銅箔，厚度一般35m280m；導(dǎo)熱絕緣層是鋁基板核心技術(shù)之所在，它一般是由特種陶瓷填充的特殊的聚合物構(gòu)成，熱阻小，粘彈性能優(yōu)良，具有抗熱老化的能力，能夠承受機(jī)械及熱應(yīng)力。高性能鋁基板的導(dǎo)熱絕緣層正是使用了此種技術(shù)，使其具有極為優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和高強(qiáng)度的電氣絕緣性能；金屬基層是鋁基板的支撐構(gòu)件，要求具有高導(dǎo)熱性，一般是鋁板，也可使用銅板（其中

26、銅板能夠提供更好的導(dǎo)熱性），適合于鉆孔、沖剪及切割等常規(guī)機(jī)械加工。 PCB材料相比有著其他材料不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。適合功率元件表面貼裝SMT公藝。無(wú)需散熱器，體積大大縮小、散熱效果極好，良好的絕緣性能和機(jī)械性能。三、LED鋁基板的用途：用途：功率混合IC（HIC）。1.音頻設(shè)備：輸入、輸出放大器、平衡放大器、音頻放大器、前置放大器、功率放大器等。2.電源設(shè)備：開關(guān)調(diào)節(jié)器DC/AC轉(zhuǎn)換器SW調(diào)整器等。3.通訊電子設(shè)備：高頻增幅器濾波電器發(fā)報(bào)電路。4.辦公自動(dòng)化設(shè)備：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。5.汽車：電子調(diào)節(jié)器點(diǎn)火器電源控制器等。6.電腦：CPU板軟碟驅(qū)動(dòng)器電源裝置等。7.功率模組：換流器固體繼電器整流電橋等

27、。LED特性參數(shù)從目前的LED產(chǎn)品的機(jī)理和結(jié)構(gòu)來(lái)看,以下幾個(gè)方面是用來(lái)衡量LED優(yōu)劣的特性參數(shù)：(1)白光LED電流/電壓參數(shù)(正、反向)LED的電性能具有典型的PN結(jié)伏安特性,不同的電流直接影響LED的發(fā)光亮度和PN結(jié)的結(jié)溫.在照明應(yīng)用中,為了獲得大功率的LED燈,往往將許多個(gè)發(fā)光二極管通過一定的串并聯(lián)方式組合在一起,相關(guān)的各個(gè)LED的特性必須匹配,在交流工作狀態(tài)還必須考慮其反向電特性,因此必須測(cè)試它們?cè)诠ぷ鼽c(diǎn)上的正向電流和正向壓降,以及反向漏電流和反向擊穿電壓等參數(shù)。(2)白光LED光通量和輻射通量發(fā)光二極管單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的總電磁能量稱為輻射通量,也就是光功率(W).對(duì)于照明用LED光源,

28、我們更關(guān)心的是照明的視覺效果,即光源發(fā)射的輻射通量中能引起人眼感知的那部分當(dāng)量,稱作為光通量V(1m).輻射通量與器件的電功率之比表示LED的輻射效率;光通量與器件的電 度指在給定方向上單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量: I= d/d(cd) (2-1)光強(qiáng)分布曲線如圖1所示,是表示LED發(fā)光在空間各方向的分布狀態(tài).在照明應(yīng)用中計(jì)算工作面的照度均勻性和LED燈的空間布置,光強(qiáng)分布是最基本的數(shù)據(jù).對(duì)于空間光束為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱型分布的LED,用一個(gè)過光束軸平面上的曲線表示即可.對(duì)光束為橢圓形分布的LED,則用過光束軸及橢圓形長(zhǎng)短軸的兩個(gè)垂直平面上的曲線來(lái)表示.對(duì)于非對(duì)稱的復(fù)雜圖形,一般用過光束軸的六個(gè)以上截面

29、的平面曲線來(lái)表示.發(fā)光角(或光束角)通常用半強(qiáng)度角1/2表示,即在光強(qiáng)分布圖中光強(qiáng)大于等于峰值光強(qiáng)1/2時(shí)所包含的光束角度.(4)白光LED光譜功率分布LED的光譜功率分布表示輻射功率隨波長(zhǎng)的變化函數(shù),它既確定了發(fā)光的顏色,也確定了它的光通量以及它的顯色指數(shù).通常用相對(duì)光譜功率分布S()表示,光譜功率沿峰值兩邊下降到其值的50%時(shí),所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)波長(zhǎng)之差2-1,即為光譜帶.(5)白光LED色品坐標(biāo) 選三原色紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B).X=R/(R+G+B),Y=G/(R+G+B),Z=B/(R+G+B) (2-2)由于X+Y+Z=1,所以只用給出X和Y的值,就能唯一地確定一種顏色.這就是通常所

30、說的色度圖,為了使坐標(biāo)值能直接表示亮度大小,國(guó)際照明協(xié)會(huì)規(guī)定采用另一種色度坐標(biāo)X、Y、Z,與R、G、B間存在線性換算關(guān)系.若以x、y作為平面坐標(biāo)系,將自然界中的各種彩色按比色實(shí)驗(yàn)法測(cè)出其x、y數(shù)值,并繪在該坐標(biāo)平面內(nèi),便可得到圖2-1所示的色度圖.該色度圖邊沿舌形曲線上的任一點(diǎn)都代表某一波長(zhǎng)光的色調(diào),而曲線內(nèi)的任一點(diǎn)均表示人眼能看到的某一種混合光的顏色.其中白光區(qū)域的特征點(diǎn)A、B、C、D65、E的坐標(biāo)值和色溫見表2-1.表2-1 特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的色坐標(biāo)值和色溫光源點(diǎn) X坐標(biāo) Y坐標(biāo) 色溫(K)A 0.4476 0.4074 2854B 0.3484 0.3516 4800C 0.3101 0.31

31、62 6800D65 0.313 0.329 6500E 0.3333 0.3333 5500(6)白光LED色溫和顯色指數(shù)對(duì)于白光LED等發(fā)光顏色基本為“白光”的光源用色品坐標(biāo)可以準(zhǔn)確地表達(dá)該光源的表觀顏色.但具體的數(shù)值很難與習(xí)慣的光色感覺聯(lián)系在一起.人們經(jīng)常將光色偏橙紅的稱為“暖色”,比較熾白或稍偏蘭的稱為“冷色”,因此用色溫來(lái)表示光源的光色會(huì)更加直觀.光源的發(fā)光顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時(shí),則稱黑體的溫度為該光源的色溫(color temperature) T,單位為開(K).對(duì)于白光LED,其發(fā)光顏色往往與各種溫度下的黑體(完全輻射體)的色品坐標(biāo)都不可能完全相同,這時(shí)就不能用

32、色溫表示.為了便于比較,而采用相關(guān)色溫(CCT)的概念.也就是當(dāng)光源的色品與完全輻射體在某一溫度下的色品最接近,即在1960CIE-UCS色品圖上的色品差最小時(shí),則該完全輻射體的溫度稱為該光源的相關(guān)色溫R1.用于照明工程的LED,尤其是白光LED,除表現(xiàn)顏色外,更重要的特性往往是周圍的物體在LED光照明下所呈現(xiàn)出來(lái)的顏色與該物件在完全輻射(如日光)下的顏色是否一致,即所謂的顯色特性.1974年CIE推薦了用“試驗(yàn)色”法來(lái)定量評(píng)價(jià)光源顯色性的方法,它是測(cè)量參照光源照明下和待測(cè)光源照明下標(biāo)準(zhǔn)樣品的總色位移量為基礎(chǔ)來(lái)規(guī)定待測(cè)光源的顯色性,用一個(gè)顯色指數(shù)值來(lái)表示.CIE規(guī)定用完全輻射體或標(biāo)準(zhǔn)照明體D作

33、為參照光源,并將其顯色指數(shù)定為100,還規(guī)定了若干測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)色樣.根據(jù)在參照光源下和待測(cè)光源下,上述標(biāo)準(zhǔn)色樣形成的色差來(lái)評(píng)定待測(cè)光源顯色性的好壞.光源對(duì)某一種標(biāo)準(zhǔn)色樣品的顯色指數(shù)稱為特殊顯色指數(shù)R1. R1=100-4.6Ei (2-3)式中Ei為第i號(hào)標(biāo)準(zhǔn)色樣在參照光源下和待測(cè)光源下的色差.CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)色樣共有14種.其1-8號(hào)為中等飽和度、中等明度的常用代表性色調(diào)樣品,第9至14號(hào)樣品包括紅、黃、綠、藍(lán)等幾種飽和色、歐美的皮膚色和樹葉綠色.在一些特殊場(chǎng)合使用的LED光源,必須考核其特殊的顯色指數(shù).1985年國(guó)家制定了“光源顯色性評(píng)價(jià)方法”標(biāo)準(zhǔn),并增加了中國(guó)人女性膚色的色樣,作為第十五

34、種標(biāo)準(zhǔn)色樣.這對(duì)于評(píng)價(jià)在電視演播室、商場(chǎng)、美容場(chǎng)所等照明用LED光源的顯色性尤為重要.光源對(duì)前8個(gè)顏色樣品的平均顯色指數(shù)稱為一般顯色指數(shù)Ra.(7)白光LED熱性能照明用LED發(fā)光效率和功率的提高是當(dāng)前LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一,與此同時(shí),LED的PN結(jié)溫度及殼體散熱問題顯得尤為重要,一般用熱阻、殼體溫度、結(jié)溫等參數(shù)表示.(8)白光LED輻射安全目前,國(guó)際電工委員會(huì)IEC將LED產(chǎn)品等同于半導(dǎo)體激光器的要求進(jìn)行輻射的安全測(cè)試和論證.因LED是窄光束、高亮度的發(fā)光器件,考慮到其輻射可能對(duì)人眼視網(wǎng)膜的危害,因此,對(duì)于不同場(chǎng)合應(yīng)用的LED,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其有效輻射的限值要求和測(cè)試方法.目前在歐盟和

35、美國(guó),照明 LED產(chǎn)品的輻射安全作為一項(xiàng)強(qiáng)制性的安全要求執(zhí)行.(9)白光LED可靠性和壽命可靠性指標(biāo)是衡量LED在各種環(huán)境中正常工作的能力.在液晶背光源和大屏幕顯示中特別重要.壽命是評(píng)價(jià)LED產(chǎn)品可用周期的質(zhì)量指標(biāo),通常用有效壽命或終了壽命表示.在照明應(yīng)用中,有效壽命是指LED在額定功率條件下,光通量衰減到初始值的規(guī)定百分比時(shí)所持續(xù)的時(shí)間.1)平均壽命一批LED同時(shí)點(diǎn)亮,當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間后,LED不亮達(dá)到50%時(shí)所用的時(shí)間.2)經(jīng)濟(jì)壽命在同時(shí)考慮LED損壞以及光輸出衰減的狀況下,其綜合輸出減至一特定比例時(shí)的小時(shí)數(shù).此比例用于室外光源為70%,用于室內(nèi)光源為80%.LED光衰的主要因素針對(duì)LED的

36、光衰主要有以下二大因素：一、LED產(chǎn)品本身品質(zhì)問題：1、采用的芯片不好，亮度衰減較快。2、生產(chǎn)工藝存在缺陷，芯片散熱不能良好的從PIN腳導(dǎo)出，導(dǎo)致芯片溫度過高使芯片衰減加劇。二、使用條件問題：1、LED為恒流驅(qū)動(dòng)，有部分LED采用電壓驅(qū)動(dòng)原因使LED衰減過來(lái)。2、驅(qū)動(dòng)電流大于額定驅(qū)動(dòng)條件。其實(shí)導(dǎo)致led光衰的原因很多，最關(guān)鍵的還是熱的問題，下面給出我的一些看法。芯片本身的熱阻銀膠的影響基板的散熱效果包括膠體和金線等方面都是有點(diǎn)影響的大功率LED照明應(yīng)用存在的問題大功率LED在led照明行業(yè)應(yīng)用中存在的12個(gè)問題1、LED色差問題 單個(gè)LED的應(yīng)用,基本上不存在色差問題,但如果將眾多的LED一起

37、投入使用或者說一個(gè)燈同時(shí)具有多個(gè)LED,則色差問題便突出來(lái)了.先說一組燈具,如果一眼看出燈光的顏色不一致,我想愉快的心情便要打一個(gè)折扣.雖然象LUXEON一樣將LED按色溫分成八大軍區(qū),然后在每個(gè)軍區(qū)中右分幾個(gè)小區(qū),在一定的程度上將大范圍的色差進(jìn)行了控制,但同一色區(qū)同一批LED中仍然存在差異,而這差異仍逃不了肉眼的挑釁. 2、LED絕緣問題 (這里所說的絕緣指散熱基板對(duì)LED的正負(fù)極而言)不敢說我們是最先發(fā)現(xiàn)LED的絕緣問題,但至少大牌廠商對(duì)我們的質(zhì)疑感到驚呀.到目前為至仍未解決根本問題,只是采取彌補(bǔ)措施,如用鋁基板來(lái)處理絕緣(最初的鋁基板并未做絕緣,現(xiàn)在幾乎都做到了)可能大家覺得不可理解.單

38、個(gè)LED不絕緣,影響不大,多顆串聯(lián)時(shí)就有問題. 3、LED抗脈沖問題 這個(gè)問題與廠商尚有爭(zhēng)議,在我的實(shí)際應(yīng)用中確實(shí)存在,主要反應(yīng)在冷脈沖上,即上電瞬間,少數(shù)LED在冷態(tài)上電的瞬間即擊穿或斷開.我認(rèn)為不是靜電或高壓所致(開機(jī)電壓在范圍內(nèi)). 4、LED發(fā)光角度的問題 由于各個(gè)廠商的LED透鏡封裝不一樣即便是同一發(fā)光角度(標(biāo)稱角度),效果也不一樣,使得聚光罩的選取難上加難,仍至不能通用. 5、LED潛在致盲的隱患 LED發(fā)光點(diǎn)過于集中使得中心點(diǎn)亮度超強(qiáng),這樣很容易傷到人的眼睛,雖然部分燈飾生產(chǎn)廠商在這方面做努力,但由于法規(guī)的滯后,也只能是為人的道德問題. 6、LED發(fā)熱問題 理論上講,LED不怎么

39、發(fā)熱,但由于目前技術(shù)的不成熟,LED發(fā)熱以是眾所周知,我不想多說. 7、LED效率偏低(發(fā)光率) 目前LED的電轉(zhuǎn)換效率實(shí)在太低(由于沒有儀器測(cè)試,不敢給出具體數(shù)據(jù)). 8、LED亮度不足 亮度不足,使得目前LED在照明行業(yè)中只能充當(dāng)配角,主要用于裝飾. 9、LED光衰及壽命 目前內(nèi)地或臺(tái)商所產(chǎn)LED光衰及壽命問題比較嚴(yán)重,先不多說,大牌廠商如LUXEON標(biāo)稱10萬(wàn)小時(shí),恐怕也只有他們自已心理清楚,加上散熱解決的好壞,驅(qū)動(dòng)器方面的匹配都有可能影響LED的光衰及壽命,所以10萬(wàn)小時(shí)也只是一個(gè)賣點(diǎn)而以! 10、LED驅(qū)動(dòng)電源的問題 目前大部分驅(qū)動(dòng)線路都是從開關(guān)電源借用而來(lái),當(dāng)然也有極小數(shù)線路是專門

40、用于LED的驅(qū)動(dòng),但效果基本一樣,由于LED須要直流驅(qū)動(dòng),采取恒流控制,使得驅(qū)動(dòng)線路相當(dāng)龐大,無(wú)法與電子變壓器相提并論,而且效率也比較低,達(dá)到80%以算不錯(cuò)(單顆還達(dá)不到).另外,廠商為追求適用性,宣稱一個(gè)驅(qū)動(dòng)器能帶十來(lái)顆隨便接(一顆,二顆,.都可以),其實(shí)這是一種誤區(qū), 雖然是恒流,過高的起始電壓往往會(huì)將LED致死于瞬間. 11、LED造型受限 由于LED單面發(fā)光的特性,使得LED燈具的造型受到一定的限制. 12、LED單價(jià)過高 一顆進(jìn)口的1W-3W LED大都要3個(gè)美金左右,國(guó)產(chǎn)的也要10多塊(質(zhì)量差,無(wú)知識(shí)產(chǎn)權(quán))一個(gè)6顆LED左右的左右的燈具賣到消費(fèi)者手里,差不多1000多元RMB,請(qǐng)問

41、你是想買彩電還是買燈具.LED相關(guān)技術(shù)參數(shù)符號(hào)說明CT-勢(shì)壘電容Cj-結(jié)（極間）電容， 表示在二極管兩端加規(guī)定偏壓下，鍺檢波二極管的總電容Cjv-偏壓結(jié)電容Co-零偏壓電容Cjo-零偏壓結(jié)電容Cjo/Cjn-結(jié)電容變化Cs-管殼電容或封裝電容Ct-總電容CTV-電壓溫度系數(shù)。在測(cè)試電流下，穩(wěn)定電壓的相對(duì)變化與環(huán)境溫度的絕對(duì)變化之比CTC-電容溫度系數(shù)Cvn-標(biāo)稱電容IF -正向直流電流（正向測(cè)試電流）。鍺檢波二極管在規(guī)定的正向電壓VF下，通過極間的電流；硅整流管、硅堆在規(guī)定的使用條件下，在正弦半波中允許連續(xù)通過的最大工作電流（平均值），硅開關(guān)二極管在額定功率下允許通過的最大正向直流電流；測(cè)穩(wěn)壓

42、二極管正向電參數(shù)時(shí)給定的電流IF（AV）-正向平均電流IFM（IM）-正向峰值電流（正向最大電流）。在額定功率下，允許通過二極管的最大正向脈沖電流。發(fā)光二極管極限電流。IH-恒定電流、維持電流。Ii- 發(fā)光二極管起輝電流IFRM-正向重復(fù)峰值電流IFSM-正向不重復(fù)峰值電流（浪涌電流）Io-整流電流。在特定線路中規(guī)定頻率和規(guī)定電壓條件下所通過的工作電流IF(ov)-正向過載電流IL-光電流或穩(wěn)流二極管極限電流 光行天下.NET-ID-暗電流IB2-單結(jié)晶體管中的基極調(diào)制電流IEM-發(fā)射極峰值電流IEB10-雙基極單結(jié)晶體管中發(fā)射極與第一基極間反向電流IEB20-雙基極單結(jié)晶體管中發(fā)射極向電流ICM-最大輸出平均電流IFMP-正向脈沖電流IP-峰點(diǎn)電流IV-谷點(diǎn)電流IGT-晶閘管控制極觸發(fā)電流IGD-晶閘管控制極不觸發(fā)電流IGFM-控制極正向峰值電流IR（AV）-反向平均電流IR （In）-反向直流電流（反向漏電流）。在測(cè)反向特性時(shí)，給定的反向電流；硅堆在正弦半波電阻性負(fù)載電路中，加反向電壓規(guī)定值時(shí)，所通過的電流；硅開關(guān)二極管兩端加反向工作電壓VR