LED知識(shí)培訓(xùn)課件

LEDIntroduction

2023/2/6BRT2LED原理LED:發(fā)光二極體LightEmittingDiode發(fā)光原理是一種通電後可以發(fā)光的半導(dǎo)體晶片，電子-電洞在活性層結(jié)合過程中其過剩能量以光的形式釋放出來?；钚詫硬牧系淖兓ㄈ鏘nGaN、AlInGaP、GaAs等）可使發(fā)光二極體放出各種不同波長的電磁波，發(fā)出不同顏色的光。通常為元素週期表上III-V族或II-VI族元素所組成。經(jīng)封裝為不同型式的包裝後,可用於指示燈,顯示看板,儀錶背光,遙控器等用途.2023/2/6BRT3GaN藍(lán)光LED發(fā)光機(jī)制2023/2/6BRT5LED的特性發(fā)光原理是屬於冷性發(fā)光，非藉由加熱或放電發(fā)光，所以元件壽命比鎢絲燈泡長約50~100倍無需暖燈時(shí)間，點(diǎn)亮響應(yīng)速度快(約3~400ns).電光轉(zhuǎn)換效率高，耗電量小。耐震性佳，可靠度高，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)成本低。色彩飽和度佳，色彩生動(dòng)豐富，辨識(shí)性優(yōu)良易小型，薄型，輕量化，無形狀限制，容易製成各式應(yīng)用2023/2/6BRT6LED技術(shù)結(jié)構(gòu)LED的發(fā)展內(nèi)含許多核心技術(shù)，如磊晶製程、電極製作、晶粒切割與結(jié)構(gòu)封裝等，各項(xiàng)技術(shù)皆與發(fā)光效能和使用壽命息息相關(guān)，其中結(jié)構(gòu)封裝不但保護(hù)發(fā)光二極體晶片，提昇產(chǎn)品使用壽命，且對整體外部取光效率(LightExtractionEfficiency)影響重大。2023/2/6BRT7LED技術(shù)結(jié)構(gòu)2023/2/6BRT9LED傳統(tǒng)封裝型式(a)砲彈型(b)表面黏著型LED2023/2/6BRT10SMD-LED之基本構(gòu)造基材PCBorL/F膠體Resin晶片Die銀膠or非導(dǎo)電膠金線or鋁線2023/2/6BRT11SMD-LED製造流程PCBPreparationPCB準(zhǔn)備PCBBrush/PCB刷洗PostMoldCure/壓模烘烤FinalVisualInspection/最終目檢(FVI)Molding/壓模(MD)Cure/烘烤(Epoxycure)WireBonding/銲線(打線)(WB)DieBonding/固晶(黏晶)(DB)Taping/包裝(TP)DieSawing/切割(DS)Sorting&Testing/測試及分類(ST)VisualInspection/切割後目檢(VI)Packing/封袋裝箱baking/烘乾TinPlating/銲腳鍍錫VisualInspection/人工目檢(VI)2023/2/6BRT13LED光電特性2023/2/6BRT14電氣特性以AllnGapI-VCurve示，當(dāng)正向電壓其內(nèi)部電阻非常高，一直持續(xù)到電壓高於導(dǎo)通電壓VT(約1.6~2.2V)，正向電流快速增加，內(nèi)部電阻急遽降低。逆向電壓其內(nèi)部電阻非常高，一直持續(xù)到電壓高於崩潰電壓VB，逆向電流快速增加並對LED造成永久性損害。2023/2/6BRT15正向工作區(qū)I-VCurveIF=IseVf/ηVtVF=Vt+RsIF+(ΔVF/ΔT)*(T-25℃）Vt

是LED的啟動(dòng)電壓。

Rs表示LED等效電阻。

T

環(huán)境溫度。2023/2/6BRT17LED工作電氣特性LEDI-VCurve中可以看出：VF增加一小的電壓△VF，相應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一較大的正向電流△IF?！鱒F增加0.1~0.5V，△IF可能增加5~30mA由於其VF有一定的離散性，若沒有測量VF及分級，在串、並LED的電路中，有可能各串LED的ΣVF有較大的差值，造成各串的內(nèi)阻不同，使並聯(lián)的LED不能均流，會(huì)使發(fā)光亮度，色度不一致，甚至電流大的一串中的LED受損2023/2/6BRT18LED工作電氣特性2023/2/6BRT19LED等效電路2023/2/6BRT21常見LED故障模式電過載故障高能量的電氣暫態(tài)(電流)可能會(huì)破壞LED晶片與構(gòu)裝，造成故障。取決於電氣暫態(tài)的幅度與持續(xù)時(shí)間。熱過載故障

LED構(gòu)裝各材質(zhì)擁有不同熱膨脹係數(shù)，因此當(dāng)內(nèi)部溫度超過最大額定值或發(fā)生週期性變化可能導(dǎo)致不同類型故障2023/2/6BRT22電過載故障LED承受電流高於資料表(規(guī)格書)限制(EOS)，加快光輸出的衰減速度，甚至導(dǎo)致災(zāi)難故障。實(shí)際情況取決於電過載類型與LED類型。額定功率Pd=If(max)*Vf(max)額定暫態(tài)電流(Pulseof1/10dutyand10usecwidth)IfpESD電氣暫態(tài)抵抗能力2023/2/6BRT23ESD(ElectrostaticDischarge)LEDESDModel:1.Human-BodyModel(HBM)Thedischargecurrentisabout1.33Afrom2KVESD2023/2/6BRT25MachineModel(MM)Theequivalentcapacitanceofmachineislegislated200pF，theequivalentresistanceislegislated0ΩinaccordingtoEIAJ-IC-121Method202023/2/6BRT26熱過載故障元件構(gòu)裝受到熱膨脹係數(shù)限制，若過高的周圍溫度與過高的晶片發(fā)熱(由於過大操作電流或過大的熱阻抗)使元件內(nèi)部溫度超過最大額定值，或發(fā)生周期性變化，損害功能。操作溫度(-40~+85℃)存放溫度(-40~+85℃)晶片界面額定溫度Tj(max)Tj=(θjc+θcs+θsa)*P+Ta2023/2/6BRT27LED可靠性測試操作壽命測試機(jī)械和環(huán)境測試2023/2/6BRT29LED應(yīng)用領(lǐng)域車用燈具通訊設(shè)備電腦/OA設(shè)備Centerhigh-mountedstoplamps(CHMSLs)ExteriortrucklightingInstrumentclustersOtherdashboardRadios/cassetteplayersCellulartelephonesPBX/PABXequipmentPCcarddiagnosticsResidentialandbusinesstelephonesSwitchingequipmentCopiersDiskdrivesFaxmachinesLANequipmentMainframecomputersandperipheralsModemsMonitorsPersonalcomputersPrinters消費(fèi)性電子產(chǎn)品工業(yè)及量測各項(xiàng)顯示系統(tǒng)SignsCabletunersCalculatorsandtoysCDplayersElectricalappliancesRadiosSecuritysystemsStereoequipmentSmokedetectoreTVsVCRsandcamcordersIndustrialequipmentMedicalinstrumentsP