LED制程介紹-ppt課件

1、LED知識(shí)介紹發(fā)光二極管：LED，Light Emitting Diode是一種固態(tài)半導(dǎo)體元件，可以將電能直接轉(zhuǎn)化為光源。其工作原理是利用發(fā)光二管的材料：也就是-族元素化合物，在單晶上形成具有P-N接合面半導(dǎo)體。借由外部施加Vcc電壓，使電子與空穴結(jié)合達(dá)熱平衡時(shí)，過(guò)剩的能量會(huì)以光的形式直接釋放出。而不是 傳統(tǒng)燈泡 ，采用濾光鏡 間接得到所需光譜。它的發(fā)光效率、發(fā)光波長(zhǎng)是與使用的材料、構(gòu)造、添加物有關(guān)。HOLE電洞+-發(fā)光P層N層電子發(fā)光發(fā)光原理IBIIBIIIIVVVIVIIB 硼硼CN 氮氮OFAl 鋁鋁SiP 磷磷SCLCuZnGa鎵鎵GeAs 砷砷SeBrAgCdIn 銦銦SnSb 銻銻

2、TeILED晶片的元素為III-V族化合半導(dǎo)體LED發(fā)光原理光的分類(lèi)光的分類(lèi)射線X射線遠(yuǎn)紫外線近紫外線可見(jiàn)光線中紫外線近紅外線中紅外線遠(yuǎn)紅外線10-3nm1nm10nm100nm280nm315nm380nm780nm1000nm1.5m5m100m1mm極超短波紫外線區(qū)紅外線區(qū)短波長(zhǎng)長(zhǎng)波長(zhǎng)白色光分成七色光譜稜鏡化學(xué)線(由日照產(chǎn)生化學(xué)線作用引起)光(人眼所見(jiàn)電磁波範(fàn)圍)接近光性質(zhì)有大熱能電波熱線(熱能也稱(chēng)為熱波)紅橙黃綠藍(lán)靛紫，為人眼可見(jiàn)之光，是人類(lèi)所能察覺(jué)光的波長(zhǎng)，介於380780nm之間。紫色光波以下的波長(zhǎng)稱(chēng)為紫外線，大約介於100nm380nm。紅色光波以上的波長(zhǎng)稱(chēng)為紅外線，大約介於78

3、0nm1mm。380nm430nm490nm505nm515nm535nm585nm600nm630nm700nmLead frameLensBond WireLED ChipadhesivePCBTraditional packageHigh Power packageLED的封裝LED類(lèi)別介紹LAMPSMDHIGHPOWERPin-through-holeSurface Mount TechnologyVisibleInvisibleLED 生產(chǎn)流程進(jìn)料檢驗(yàn)進(jìn)料檢驗(yàn)固晶固晶打線打線封膠封膠光電特性測(cè)試光電特性測(cè)試捲帶捲帶包裝出貨包裝出貨烘烤烘烤烘烤烘烤切腳切腳 LED的五大物料與五大製程五

4、大物料五大物料五大製程五大製程晶片基材固晶銀膠金線銲線環(huán)氧樹(shù)脂封膠切腳測(cè)試LED結(jié)構(gòu)圖LED光電參數(shù)定義n一、順向電壓一、順向電壓Forward VoltageForward Voltage）n單位單位V V）n 紅，黃，黃綠：紅，黃，黃綠：TypTyp：2.0V Max:2.4V2.0V Max:2.4Vn 紫，藍(lán)，綠，白：紫，藍(lán)，綠，白：TypTyp：3.2V Max:4.0V3.2V Max:4.0Vn測(cè)試條件：測(cè)試條件：IF=20mA Ta=25IF=20mA Ta=25Forward Voltage vs.ForwardCurrent(Ta=25)1101001.52.02.53.0

5、3.54.04.55.05.5Forward Voltage VF(V)Forward CurrentIF(mA)n二，發(fā)光顏色，波長(zhǎng)二，發(fā)光顏色，波長(zhǎng) （Color Hue Wavelength SpectrumColor Hue Wavelength Spectrum）n 單位單位nm)nm)n a. p: a. p:發(fā)光體或物體發(fā)光體或物體( (經(jīng)由反射或穿透經(jīng)由反射或穿透) )在分光儀上量得在分光儀上量得的能量的能量n 分佈分佈, ,其峰值位置對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)其峰值位置對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng), ,稱(chēng)為稱(chēng)為p(peak).p(peak).n b. d : b. d :而而d (dominant)d (do

6、minant)是以人眼所見(jiàn)的可見(jiàn)光區(qū)是以人眼所見(jiàn)的可見(jiàn)光區(qū)(400-(400-700), 700), 決定發(fā)光體或物體的光線主要落在什麼波長(zhǎng)決定發(fā)光體或物體的光線主要落在什麼波長(zhǎng). .n c. c. :( :(半波寬半波寬) )nPeak Wavelength p:610nm(Peak Wavelength p:610nm(峰值波長(zhǎng)峰值波長(zhǎng)) )nDominant Wavelength d:624nm(Dominant Wavelength d:624nm(主波長(zhǎng)主波長(zhǎng)) )n :22nm( :22nm(半波寬半波寬) )Spectral Radiance (Peak 610nm)0.00.2

7、0.40.60.81.0520540560580600620640660680700Wave Length(nm)Normalized ResponsePS:人眼對(duì)555nm波長(zhǎng)光(綠色)的感度最佳, 隨之比它波長(zhǎng)越短或越長(zhǎng), 則感度越差, 此種人眼感度特性, 稱(chēng)為視感度n三，發(fā)光強(qiáng)度三，發(fā)光強(qiáng)度luminous Intensityluminous Intensity）n單位單位cd(Candla)cd(Candla)n表示光源在一定方向范圍內(nèi)發(fā)出的光通量的大小。表示光源在一定方向范圍內(nèi)發(fā)出的光通量的大小。n一般而言，光源之光線會(huì)向不同方向以不同強(qiáng)度放射一般而言，光源之光線會(huì)向不同方向以不同強(qiáng)

8、度放射出其光通量，在特定方向所放出之可見(jiàn)光之強(qiáng)度稱(chēng)為出其光通量，在特定方向所放出之可見(jiàn)光之強(qiáng)度稱(chēng)為光強(qiáng)光強(qiáng)nIVIV與與IFIF成正比成正比Forward Current vs.RelativeLuminosity (Ta=25)0.00.51.01.52.02.53.03.54.0020406080100120Forward Current IF(mA)RelativeLuminosity (a.u)四，發(fā)光角度四，發(fā)光角度21/2 Viewing Angle）LED為指向性元件為指向性元件 表示發(fā)光強(qiáng)度表示發(fā)光強(qiáng)度50%時(shí)的角度時(shí)的角度LED亮度與角度成反比，亮度與角度成反比，亮度相同的兩

9、顆亮度相同的兩顆LED, 21/2愈大則愈大則Iv愈小愈小n五，色溫五，色溫Color Temperature)Color Temperature)n 單位：絕對(duì)溫度單位：絕對(duì)溫度Kelvin,K)Kelvin,K)n一個(gè)光源之色溫被定義為與其具有相同光色之一個(gè)光源之色溫被定義為與其具有相同光色之“標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)黑體準(zhǔn)黑體Black boby radiator)Black boby radiator)”本身之絕對(duì)溫度值，以量本身之絕對(duì)溫度值，以量化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)Max Planck(Max Planck(普朗克普朗克) )的理論，的理論，將一具完全吸收與放射能力的標(biāo)準(zhǔn)黑體加

10、熱，溫度逐將一具完全吸收與放射能力的標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度逐漸升高光度亦隨之改變；漸升高光度亦隨之改變；CIECIE色座標(biāo)上的黑體曲線色座標(biāo)上的黑體曲線Black body locusBlack body locus顯示黑體由紅顯示黑體由紅橙紅橙紅黃黃黃白黃白白白藍(lán)白的過(guò)程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源藍(lán)白的過(guò)程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時(shí)的溫度，定義為該光源的相關(guān)色溫相同或接近光色時(shí)的溫度，定義為該光源的相關(guān)色溫度，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對(duì)度，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對(duì)應(yīng)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越高，其輻射出之光線光譜中應(yīng)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越高，其輻射出之光線光譜中

11、藍(lán)色成份就越多，紅色成份也就相對(duì)越少，反之，標(biāo)藍(lán)色成份就越多，紅色成份也就相對(duì)越少，反之，標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越低，其輻射出之光線光譜中的藍(lán)色成準(zhǔn)黑體之溫度越低，其輻射出之光線光譜中的藍(lán)色成份就越少，紅色成份就越多。份就越少，紅色成份就越多。n一個(gè)燈的光色可以簡(jiǎn)單的以色溫來(lái)表示，以發(fā)出光一個(gè)燈的光色可以簡(jiǎn)單的以色溫來(lái)表示，以發(fā)出光色為暖白色之普通白熾燈泡為例，其色溫為色為暖白色之普通白熾燈泡為例，其色溫為2700K2700K，而，而一般日光燈之色溫為一般日光燈之色溫為6000K6000K，光之色溫主要可分成三大，光之色溫主要可分成三大類(lèi)：類(lèi)：n暖白色：暖白色：3300K3300Kn中間色：中間色：3

12、3003300至至6000K6000Kn冷白色：冷白色：6000K6000K白光LED簡(jiǎn)介n在技術(shù)方面白光LED目前主要分為兩種發(fā)光方式:目前主要的商品化作法是日亞化學(xué)(Nichia)以460nm波長(zhǎng)的InGaN藍(lán)光晶粒涂上一層YAG熒光物質(zhì)，利用藍(lán)光LED照射此一熒光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長(zhǎng)黃光，再利用透鏡原理將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技術(shù)方面仍以日亞化學(xué)領(lǐng)先，擁有眾多專(zhuān)利權(quán)。第二種是日本住友電工亦開(kāi)發(fā)出以ZnSe鋅，硒為材料的白光LED。 n3 chips 3 chips 型型: : n Red Chip + Green Red Chi

13、p + Green Chip+Blue ChipChip+Blue Chipn2 chips 2 chips 型型: :nBlue Chip+ Yellow Blue Chip+ Yellow ChipChipn1 chip 1 chip 型型 : :n Blue Chip+ Yellow Blue Chip+ Yellow熒熒光粉光粉n UV Chip +RGB UV Chip +RGB熒光粉熒光粉nZnSeZnSe鋅，硒）鋅，硒）CIE 座標(biāo)圖白光產(chǎn)生的種類(lèi)白光產(chǎn)生的種類(lèi)理想白光：0.33，0.33介于目前的技術(shù)還達(dá)不到，只能接近LED優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng), ,一般大於一般大於1010萬(wàn)小

14、時(shí)。萬(wàn)小時(shí)。功耗小功耗小, ,亮度高亮度高, ,可與積體電路匹配?？膳c積體電路匹配。體積小體積小, ,重量輕重量輕, ,可封裝成各種類(lèi)型的顯示器?？煞庋b成各種類(lèi)型的顯示器。堅(jiān)固耐用堅(jiān)固耐用, ,不怕震動(dòng)。不怕震動(dòng)。多色顯示多色顯示, ,可實(shí)現(xiàn)彩色顯示?？蓪?shí)現(xiàn)彩色顯示。工作溫度穩(wěn)定性好。工作溫度穩(wěn)定性好。響應(yīng)時(shí)間快響應(yīng)時(shí)間快, ,一般為毫微秒一般為毫微秒(ns)(ns)級(jí)。級(jí)。冷光，不是熱光源。冷光，不是熱光源。當(dāng)與光電晶體結(jié)合時(shí)可以作為低噪音光開(kāi)關(guān)。當(dāng)與光電晶體結(jié)合時(shí)可以作為低噪音光開(kāi)關(guān)。電壓低電壓低, ,可以用太陽(yáng)能電池作電源可以用太陽(yáng)能電池作電源, ,並易與積體電路相匹配。並易與積體電路相

15、匹配。LED的應(yīng)用與發(fā)展方向的應(yīng)用與發(fā)展方向n由于超高亮度LED具有非常廣泛的用途，特別是白光LED的出現(xiàn)，給應(yīng)用面帶來(lái)更豐富的內(nèi)容。目前國(guó)內(nèi)有幾百個(gè)單位在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)超高亮度LED的各種應(yīng)用，熱點(diǎn)應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)主要方面：n亮化工程景觀、裝飾燈n作為一種冷光源，LED照明燈具有綠色環(huán)保、節(jié)能、色彩絢麗等傳統(tǒng)光源不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前， LED輪廓燈、LED護(hù)欄燈、LED燈帶、LED燈泡等被廣泛應(yīng)用于橋梁、大廈廣場(chǎng)、標(biāo)志物、仿古建筑、招牌廣告等輪廓勾勒以及立交橋護(hù)欄、危險(xiǎn)路段、警戒標(biāo)志及其高樓輪廓、庭院護(hù)欄等場(chǎng)所，對(duì)美化城市、塑造景觀有重要作用n白光照明：已開(kāi)始從小功率白光LED燈用起，如安全照明燈、顯微鏡燈、白光背光源、手電筒、太陽(yáng)能燈，特種白光照明等，并逐步向白光照明邁進(jìn)，將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的最大潛力商品n大、中、小屏幕顯示器：各種廣告牌、體育記分牌、金融和交通指示牌等，分為全色、三色、單色顯示屏，全國(guó)共有100多個(gè)單位在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，現(xiàn)已成立LED顯示屏分會(huì)，2019年全國(guó)市場(chǎng)超過(guò)20億元，幾乎全部采用國(guó)產(chǎn)顯示屏。n交通信號(hào)燈：主要用超高亮度紅、綠、黃色LED，因?yàn)椴捎肔ED信號(hào)燈既節(jié)能，可靠性又高，所以在全國(guó)范圍內(nèi)，交通信號(hào)燈正在逐步更新?lián)Q代，而且推廣的速