LED+简介内部培训教材

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1、泓 亚 光 电 子 有 限 公 司發 光 二 極 體 (LED)培 訓 1 目 錄 何 謂 LED 本 公 司 產 品 LED的 優 勢 /應 用 /未 來 前 景 LED簡 介 LED製 作 產 品 規 格 概 述 Q & A 問 與 答 2 何 謂 LED? LED(Light Emitting Diode)發 光 二 極 管 發 光 二 極 體 為 和 族 複 合 半 導 體 構 成 之 p-n二 極 體 。 在 順 向 偏 壓 下 ， 電 子 在 接 合 面 流 動 時 ，會 在 再 結 合 而 消 滅 的 過 程 中 發 光 。 正 向 電 壓 (DC Volt,V) 正 向 電 流

2、 (DC mA) 反 向 電 壓 (DC Volt,V) 反 向 電 流 (DC mA)L E D 電 氣 特 性+ +- 電 流 電 壓 3 LED Products LED Lamp Lamp with Holder Assembly 27 LED Products LED Display 28 LED ProductsLED Backlight SMD & Chip LED Cluster LEDTape & Reel 29 LED 的 優 勢 短小輕薄 耐機械震動和衝擊 壽命長 耗電小 發熱少 反應速度快 顏色柔美飽和和亮度高 12 LED 的 應 用 17 LED 的 應 用 玩 具

3、 跑 馬 燈 交 通 信息技術 通 訊 消費電子 產業別 建 築 汽 車 儀 表 工業設備 燈號照明背光源光導桿 指示器顯示器 18 LED 前 景 建 築 裝 飾 燈 汽 車 和 飛 機 的 內 裝 照 明 交 通 信 號 照 明 強 光 源 19 未 來 LED 的 應 用 照 明 汽 車 第 三 剎 車 燈 /儀 表 板 燈 號 裝 飾 燈 取 代 霓 虹 燈 20 LED 簡 介 波 長 光 是 一 種 電 磁 波 波 長 決 定 光 的 顏 色 可 見 光 的 波 段 從 紫 光 (約 380nm )到 紅 光 (770nm ) 不 可 見 光 的 波 長 * 紅 外 線 長 於 7

4、70nm * 紫 外 線 短 於 380nm ( d) 用 來 表 示 光 的 顏 色 可見光 380-770nm紫外線100-380nm紅外線770-1,000,000nm2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9100 1,000波長 1,0000(納米nm)x-射線微波5 LED 簡 介光 學 照 明 用 語 (1) 光 通 量 ( v) ： 單 位 :流 明 (lumen,lm) 由 一 光 源 所 發 射 並 被 人 眼 感 知 之 所 有 輻 射 能 稱 之 為 光 通 量 。 光 強 度 (Iv) ： 單 位 : 坎 德 拉 (candela,cd) 光 源

5、在 某 一 方 向 立 體 角 內 之 光 通 量 大 小 。一 般 而 言 ， 光 源 會 向 不 同 方 向 以 不 同之 強 度 放 射 出 其 光 通 量 。 在 特 定 方 向所 放 出 之 可 見 光 輻 射 強 度 稱 為 光 強 度 。 6 LED 簡 介光 學 照 明 用 語 (2) 照 度 (Illuminance, E) 單 位 ： 勒 克 斯 (Lux, lx) 照 度 是 光 通 量 與 被 照 面 之 比 值 。1 lux之 照 度 為 1 流 明 (lm)之 光通 量 均 勻 分 佈 在 面 積 為 一 平 方米 之 區 域 。 LED 簡 介光 學 照 明 用

6、語 (3) 輝 度 (Luminance, L) 單 位 ： 坎 德 拉 每 平 方 米 (cd/ ) 一 光 源 或 一 被 照 面 之 輝 度 指其 單 位 表 面 在 某 一 方 向 上的 光 強 度 密 度 ， 也 可 說 是人 眼 所 感 知 此 光 源 或 被 照面 之 明 亮 程 度 。 LED 簡 介光 學 照 明 用 語 (4) 輻 射 計 是 用 於 測 量 不 可 見 光 特 性 的 測 量 設 備 輻 射 通 量 ( e) ： 瓦 特 (W) 輻 射 強 度 (Ie) ： 瓦 特 每 立 方 角 (W/sr) 用 於 不 可 見 光 方 面 的 量 測 LED 簡 介光

7、 學 照 明 用 語 (5) 色 溫 ( Co1or Temperature ) 單 位 ： 絕 對 溫 度 ( Kelvin, K ) 一 個 光 源 之 色 溫 被 定 義 為 與 其 具 有 相 同 光 色 之 標 準 黑 體 本 身 之 絕 對 溫 度 值 ， 此 溫 度 可 以 在 色 度 圖 上 之 普 朗 克軌 跡 上 找 到 其 對 應 點 。 標 準 黑 體 之 溫 度 越 高 ,其 輻 射 出之 光 線 光 譜 中 藍 色 成 份 越 多 ,紅 色 成 份 也 就 相 對 的 越 少 。以 發 出 光 色 為 暖 白 色 之 普 通 白 熱 燈 泡 為 例 ， 其 色 溫

8、為2700K， 而 晝 光 色 日 光 燈 之 色 溫 為 6000K。 普 朗 克 軌 跡 LED 簡 介光 學 照 明 用 語 (6) 演 色 性 (Color rendering ) 一 般 認 為 人 造 光 源 應 讓 人 眼 正 確 地 感 知 色 彩 ， 就 如 同 在太 陽 光 下 看 東 西 一 樣 。 當 然 這 需 視 應 用 之 場 合 及 目 的 而有 不 同 之 要 求 程 度 。 此 準 據 即 是 光 源 之 演 色 特 性 ， 稱 之為 平 均 演 色 性 指 數 (general color rendering index, (Ra)。 平 均 演 色 性

9、指 數 為 物 件 在 某 光 源 照 射 下 顯 示 之 顏 色 與 其在 參 照 光 源 照 射 下 之 顏 色 兩 者 之 相 對 差 異 。 其 數 值 之 評定 法 為 分 別 以 參 照 光 源 及 待 測 光 源 照 在 DIN 6169所 規 定之 八 個 色 樣 上 逐 一 作 比 較 並 量 化 其 差 異 性 ； 差 異 性 越 小 ，即 代 表 待 測 光 源 之 演 色 性 越 好 ， 平 均 演 色 性 指 數 Ra為100之 光 源 可 以 讓 各 種 顏 色 呈 現 出 如 同 被 參 照 光 源 所 照射 之 顏 色 。 Ra值 越 低 ， 所 呈 現 之 顏

10、 色 越 失 真 。 LED 簡 介材 料 特 性 LED 是 由 和 族 複 合 半 導 體 構 成 材 料 及 製 造 方 法複 合材 料 基 座 製 作 方 法 注GaP GaP 液 相 長 晶 (LPE) 磷 化 鎵GaAsP GaP 氣 相 長 晶 (VPE) 磷 化 砷 鎵AlGaAs GaAs 液 相 長 晶 (LPE) 砷 化 鎵AlGaAs 砷 化 鋁 鎵 AlGaInP磷化 鋁 鎵 銦 GaAs 有 機 金 屬 氣 相 長 晶 (MOVPE) 吸 收 基 座GaP 透 明 基 座InGaN Sapphire 有 機 金 屬 氣 相 長 晶(MOVPE) 透 明 基 座SiC

11、(碳 化 矽 ) 吸 收 基 座氮 化 銦 鎵 7-1 複 合 半 導 體 LED發 光 光 譜波長(nm) 8 紫外紫藍綠黃橙紅紅外GaP GaAs1-xPx Al xGa1-xAsx (Al xGa1-x) 0.5In0.5P InxGa1-XN 300 400 500 600 700 800 Si:GaN頂面圖剖面圖N電極LED 晶 片 結 構P 電極 P 層P/N 接合層N 層N 電極GaNS：GaN集電層P電極透明保護層 Al2O3 4 LED 發 光 功 率 的 演 進低壓 節能燈（18W）白熾燈(白光燈)（40W）鎢絲燈（60W）鹵素燈（30w）Yellow Filtered 1

12、965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 100101 0.1 GaAsP RedCaP RedGaP GreenGaAsP Red/YellowAlGaAs SH Red AlGaAs DH Red AlGaAs DDH Red AlGaInP-AS Red/Orange/Yellow AlGaInP-TS Red/Orange/Yellow Shape AlGaInP-TS Red/Orange/Yellow Performance（Lumens/Watt） BestDevice InGaN GreenYellowBlueNitride SiC

13、 Blue Red FilteredEdisons First Light Bulb 9 LED 產 業 結 構 10 基座基座基座晶粒焊線 封裝Lamp Display Dot Matrix基座(Diffusion) (上游 )(中游 )(下游 ) Agilent(Hp) Shin-Etsu Toshiba Epistar Cree Nichia Toyoda Gosei Etc Agilent Nichia CreeDowa Uniroyal ToshibaEpistar Arima AxtU.O.E Dowa HugaOptotech TyntekToyoda Gosei Etc Maj

14、or PlayersAgilent Nichia Cree Lumiled Toshiba QT Stanley Rohm EverlightSharp Ledtech Liteon Toyoda Gosei Etc . 5 LED原 物 料 5 固 晶 半 成 品 5 焊 線 半 成 品 5 封 膠 半 成 品 5 第 一 次 切 腳 5 第 二 次 切 腳 5 電 測 /外 觀 5 後 切 為 單 顆 5 分 BIN 5 計 數 機 白 光 LED 的 結 構 簡 圖 YAG 螢光層E： 由 藍 InGaN LED 發 射 出 的 光 束F： 瑩 光 E F E EFLED 晶片 24 S

15、PEC的 介 紹 LED 應 用 注 意 事 項一 、 整 型 與 安 裝 ：1. 材 料 若 整 型 須 在 焊 接 前 完 成 , 且 整 型 時 不 要 以 PIN腳 的 底 部 為 支 點 。2. 如 果 您 需 要 我 們 代 為 整 型 ， 請 您 提 供 所 要 求 的 規 格 。3. 對 LED之 腳 整 型 時 ， 腳 整 型 的 部 位 必 須 離 LED本 體 5mm以 上 ， 以 防 止 腳 整 型 的 外 力 傷 到 LED本 體 ， 銲 錫 必 須 在 腳 整 型 後 進 行 。4. 將 LED 燈 裝 到 PCB板 上 時 ， 不 要 對 PIN腳 施 加 機 械

16、 壓 力 。正確安裝錯誤安裝 LED 應 用 注 意 事 項二 、 焊 接 要 求 ：1. 不 要 將 膠 體 浸 到 焊 接 溶 液 中 去 。2. 當 引 腳 處 於 熱 狀 態 時 ， 不 要 對 其 施 加 壓 力 。3. 可 接 受 的 焊 接 條 件 (如 下 表 )： LED 應 用 注 意 事 項焊 接 方 式 焊 接 條 件烙 鐵 (建 議 用 溫 控 烙 鐵 ) 300 5 ， 3秒 内 （ 距 离 胶 体 邊 緣 1.6mm）沾 錫 260 5 ， 3秒 内 （ 距 离 胶 体 邊 緣 1.6mm）波 峰 焊 預 熱 75 5 ， 30秒 内焊 接 245 5 ， 5秒

17、内 （ 距 离 胶 体 邊 緣 1.6mm）回 流 焊 預 熱 150 -180 ， 90秒 內焊 接 240 5 ， 30秒 内 （ 錫 不 觸 及 膠 體 ） LED 應 用 注 意 事 項三 、 清 洗 方 法 ：1.任 何 清 洗 方 法 都 需 在 常 溫 下 進 行 ， 且 清 洗 的 時 間 不 得 超 過 一 分 鐘 。2.當 有 清 潔 要 求 時 ， 清 潔 溶 劑 的 選 擇 請 參 閱 下 表 :常 用 清 潔 溶 劑 禁 用 清 潔 溶 劑酒 精 甲 烷 稀 释 剂 、 丙 酮 、 二 氟 脂 、 三 氯 乙 稀3.不 要 用 水 清 洗 LED， 因 清 洗 的 残

18、 渣 会 使 引 脚 生 锈 。4.LED有 可 能 在 超 声 波 清 洗 程 中 被 破 坏 。 为 了 保 证 安 全 在 进 行 大 批 量 清 洗 前 ， 请 先 试 样 。 LED 應 用 注 意 事 項四 、 亮 度 LED的 亮 度 與 驅 動 它 的 電 流 相 對 稱 ， 對 於 一 個 正 常 的 LED來 說 ， 最 適 宜 的 電 流 是 20mA。 理 想 的 驅 動 方 式 是 恒流 驅 動 ； 若 以 穩 壓 驅 動 ， 則 需 要 配 合 每 串 的 電 阻 方 可 使每 串 LED顯 示 光 度 平 均 ； 用 一 枚 電 阻 即 可 驅 動 整 組 LED

19、，但 要 小 心 每 組 LED的 總 VF和 週 邊 電 壓 對 其 的 影 響 ； 串 聯多 組 並 聯 的 LED可 大 幅 減 低 因 少 數 不 一 致 造 成 的 影 響 。 LED 應 用 注 意 事 項 五 、 注 意 當 電 流 過 大 時 ， LED會 燒 壞 ， 無 論 任 何 時 候 應 用 ， 請串 聯 電 阻 用 ； 靜 電 將 會 對 藍 、 白 、 青 光 的 LED産 生 損害 ， 使 用 時 請 採 用 防 靜 電 措 施 ,如 防 護 帶 和 手 套 ； 當打 開 産 品 包 裝 袋 後 請 儘 快 使 用 ， 對 於 SMD貼 片 材 料 請在 開 包

20、裝 後 72小 時 內 使 用 完 成 ,若 無 法 在 限 期 內 完 成 ，則 請 在 下 次 使 用 前 將 材 料 在 60 條 件 下 烘 烤 至 少 12小時 。 產 品 不 得 長 期 暴 露 在 空 氣 中 ； 產 品 不 得 在 有 腐 蝕性 氣 體 的 環 境 中 存 放 。 LED的 使 用1、直 流 驱 动 电 路 Vs： 直 流 源 电 压 V F： LED正 向 压 降 IF： LED正 向 电 流 R： 电 阻 LED的 使 用 2、交 流 驱 动 电 路LED的 最 大 反 向 电 压 大 约 为 3 5V。 因 此 ， LED在 交 流 电 下 工 作 ，需

21、要 一 个 反 向 偏 压 保 护 电 路 。 VCC： 交 流 源 电 压 VF1： 二 极 管 正 向 压 降 VF2： LED正 向 压 降 IF： LED正 向 电 流 R： 电 阻 2.1 二 极 管 串 联 保 护 2.2 反 向 过 流 保 护 电 路 LED的 使 用3、 CMOS IC驱 动 电 路 VCC： 电 压 源 VCE(SAT)： 集 电 极 、 发 射 极 间 的 正 向 饱 和 压 降 VF： LED正 向 压 降IF： LED正 向 电 流 R： 电 阻 3.1 LED高 电 平 工 作 状 态 3.2 LED低 电 平 工 作 状 态 Display 驅 動

22、 電 路 A 1共陰極 *單驅 單8*雙驅A B C D E F G DP A B C D E F G A B C D E F G雙8 A B C D E F G三8A B C D E F G A B C D E F G B C D E F G DP *復驅3個8A BCD E F G DP *復驅4個8A B CDE FG DP 30 Display 驅 動 電 路2.共陽極 *單驅 單8 A B C D E F G DP*雙驅A B C D E F G A B C D E F G雙8三 8A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F GA B C D E F G DP A B C DE FG DP*復驅三個8 *復驅4個8A B C DE FG DP 31 點 矩 陣 驅 動 電 路1.單色*陽極行排2.雙色 *陰極行排 *陽極行排 1 2 3 4 51 23456 7 1 2 3 4 51234 567 *陰極行排 123 4567 1b 2b 2a 3a 4b1a 3b 4a 5b 5a 123 4567 1b 2b 2a 3a 4b1a 3b 4a 5b 5a 32 END