LED 是英文 Light Emitting Diode, 即发光二极管 ,是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料 ,当两端加上正向电压 ,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光 .LED 可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光 .第一个商用二极管产生于 1960 年.它的基本结构是一块电致发光的半导体材料 ,置于一个有引线的架子上 ,然后四周用环氧树脂密封 ,起到保护内部芯线的作用 ,所以 LED 的抗震性能好 .
2.LED 为什么是第四代光源 (绿色照明 )?（整理自：深圳LED商会）按电光源的发光机理分类 :
第一代光源 :电阻发光如白炽灯 .
第二代光源 :电弧和气体发光如钠灯 .
第三代光源 :荧光粉发光如荧光灯 .
第四代光源 :固态芯片发光如 LED.
3.LED 的发光机理和工作原理有哪些 ?（整理自：深圳LED商会）发光二极管是由Ⅲ -Ⅳ族化合物， 如 GaAs（ 砷化镓）、GaP（磷化镓） 、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是 PN 结.因此它具有一般 P-N 结的 I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性.此外,在一定条件下 ,它还具有发光特性 . 在正向电压下 ,电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光 .
4.LED 有哪些光学特性 ?（整理自：深圳LED商会）1.LED 发出的光既不是单色光 ,也不是宽带光 ,而是结余二者之间 .
2.LED光源似点光源又非点光源 .
3.LED 发出光的颜色随空间方向不同而不同 .
4.恒流操作下的 LED 的结温强烈影响着正向电压 VF.
5.LED 有哪几种构成方式 ?（整理自：深圳LED商会）LED 因其颜色不同 ,而其化学成份不同 :
如红色 ：铝 -铟-镓-磷化物
绿色和蓝色 : 铟-镓-氮化物
白色和其它色都是用 RGB 三基色按适当的比例混合而成的 .LED 的制造过程类似于半导体 ,但加工的精度不如半导体 ,目前成本仍然较高。
6.各种颜色的发光波长是多少 ?（整理自：深圳LED商会）目前国内常用几种颜色的超高亮 LED 的光谱波长分布为 460～636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色、黄橙色、红色 .常见几种颜色LED 的典型峰值波长是 :
蓝色—— 470nm,
蓝绿色——505nm,
绿色——525nm,
黄色——590nm,
橙色——615nm,
红色——625nm.
7.LED 有哪几种封装方式 ?（整理自：深圳LED商会）封装方式 :
1、引脚式（ Lamp ） LED 封装,
2、表面组装（贴片）式（ SMT－ LED ）封装 ,
3、板上芯片直装式（ COB ） LED 封装 ,
4、系统封装式（SiP）LED 封装
5、晶片键合和芯片键合 .
1．按发光管发光颜色分
按发光管发光颜色分 ,可分成红色、 橙色、 绿色（又细分黄绿、 标准绿和纯绿） 、蓝光等 .另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片 .
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、 有色还是无色 ,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、 无色透明、 有色散射和无色散射四种类型。 散射型发光二极管和达于做指示灯用.
2．按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为 φ2mm 、 φ4.4mm 、 φ5mm 、 φ8mm 、 φ10mm 及φ20mm 等.国外通常把 φ3mm 的发光二极管记作 T-1； 把 φ5mm 的记作 T-1（3/4）；把 φ4.4mm 的记作 T-1（ 1/4） .由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况 .从发光强度角分布图来分有三类：
（1）高指向性 .一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。 半值角为 5°～20°或更小 ,具有很高的指向性 ,可作局部照明光源用， 或与光检出器联用以组成自动检测系统 .
（2）标准型 .通常作指示灯用，其半值角为 20°～ 45°.
（3）散射型 .这是视角较大的指示灯，半值角为 45°～90°或更大，散射剂的量较大 .
3．按发光二极管的结构分
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构 .
4．按发光强度和工作电流分
按发光强度和工作电流分有普通亮度的 LED（发光强度<10mcd ）； 超高亮度的 LED（发光强度 >100mcd ）；把发光强度在 10～100mcd 间的叫高亮度发光二极管 .一般 LED 的工作电流在十几 mA 至几十 mA,而低电流 LED 的工作电流在2mA 以下（亮度与普通发光管相同） .
除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法 .
9.LED 的生产工艺步骤有哪些 ?（整理自：深圳LED商会）1.工艺：
a)清洗：采用超声波清洗 PCB 或 LED 支架，并烘干 .
b)装架：在 LED 管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张 ,将扩张后的管芯（大圆片） 安置在刺晶台上 ,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在 PCB或 LED 支架相应的焊盘上 ,随后进行烧结使银胶固化 .
c)压焊： 用铝丝或金丝焊机将电极连接到 LED 管芯上， 以作电流注入的引线。LED 直接安装在 PCB 上的,一般采用铝丝焊机 .（制作白光 TOP-LED 需要金线焊机）
d)封装：通过点胶，用环氧将 LED 管芯和焊线保护起来 .在 PCB 板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求 ,这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光 LED ）的任务 .
e)焊接： 如果背光源是采用 SMD-LED 或其它已封装的 LED ， 则在装配工艺之前，需要将 LED 焊接到 PCB 板上.
f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等 .
g)装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置 .
h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好 .
1.LED 的封装的任务
是将外引线连接到 LED 芯片的电极上，同时保护好 LED 芯片，并且起到提高光取出效率的作用 .关键工序有装架、压焊、封装 .
2.LED 封装形式
LED 封装形式可以说是五花八门 ,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸 ,散热对策和出光效果 .LED 按封装形式分类有 Lamp-LED 、 TOP-LED 、Side-LED 、 SMD-LED 、 High-Power-LED 等.
3.LED 封装工艺流程
4.封装工艺说明
(1).芯片检验
镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（ lockhill ）芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完整 .
(2).扩片
由于 LED 芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约 0.1mm ），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是 LED 芯片的间距拉伸到约0.6mm.也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题 .
(3).点胶
在 LED 支架的相应位置点上银胶或绝缘胶 .（ 对于 GaAs、 SiC 导电衬底， 具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光 LED 芯片，采用绝缘胶来固定芯片 .）工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求 .由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项 .
(4).备胶
和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在 LED 背面电极上，然后把背部带银胶的 LED 安装在 LED 支架上 .备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺 .
(5).手工刺片
将扩张后 LED 芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上， LED 支架放在夹具底下， 在显微镜下用针将 LED 芯片一个一个刺到相应的位置上 .手工刺片和自动装架相比有一个好处， 便于随时更换不同的芯片， 适用于需要安装多种芯片的产品 .
(6).自动装架
自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在 LED 支架上点上银胶 （绝缘胶） ,然后用真空吸嘴将 LED 芯片吸起移动位置 ,再安置在相应的支架位置上 .自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程， 同时对设备的沾胶及安装精度进行调整 .在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对 LED 芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层 .
(7).烧结
烧结的目的是使银胶固化， 烧结要求对温度进行监控， 防止批次性不良 .银胶烧结的温度一般控制在 150℃，烧结时间 2小时 .根据实际情况可以调整到170℃，1小时 .绝缘胶一般 150℃， 1小时.银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔 2小时（或 1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开 .烧结烘箱不得再其他用途 ,防止污染 .
(8).压焊
压焊的目的将电极引到 LED 芯片上，完成产品内外引线的连接工作 .LED 的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。 右图是铝丝压焊的过程， 先在LED 芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似 .压焊是 LED 封装技术中的关键环节， 工艺上主要需要监控的是压焊金丝 （铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力 .对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题， 如金（铝） 丝材料、 超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等 .（下图是同等条件下， 两种不同的劈刀压出的焊点微观照片， 两者在微观结构上存在差别， 从而影响着产品质量 .）我们在这里不再累述 .
(9).点胶封装 LED 的封装主要有点胶、灌封、模压三种 .基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点 .设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架 .（ 一般的 LED 无法通过气密性试验） 如右图所示的 TOP-LED 和 Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光 LED ），主要难
点是对点胶量的控制， 因为环氧在使用过程中会变稠 .白光 LED 的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题 .
(10).灌胶封装
Lamp-LED 的封装采用灌封的形式 .灌封的过程是先在 LED 成型模腔内注入液态环氧， 然后插入压焊好的 LED 支架， 放入烘箱让环氧固化后， 将 LED 从模腔中脱出即成型 .
(11).模压封装
将压焊好的 LED 支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，
将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中， 环氧顺着胶道进入各个 LED 成型槽中并固化 .
(12).固化与后固化
固化是指封装环氧的固化， 一般环氧固化条件在 135℃， 1小时 .模压封装一般
在150℃， 4分钟 .
(13).后固化
固化是为了让环氧充分固化，同时对 LED 进行热老化 .后固化对于提高环氧
与支架（ PCB ）的粘接强度非常重要。一般条件为 120 ℃， 4小时.
(14).切筋和划片
由于 LED 在生产中是连在一起的（不是单个） ,Lamp 封装 LED 采用切筋切断 LED 支架的连筋。 SMD-LED 则是在一片 PCB 板上，需要划片机来完成分离工作 .
(15).测试
测试 LED 的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对 LED 产品进行分选.
(16).包装
将成品进行计数包装 .超高亮 LED 需要防静电包装. 微信公众号：深圳LED商会
光通量： 符号 Φ， 单位 流明 Lm,说明 发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量
光强： 符号 I， 单位 坎德拉 cd ， 说明 发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量
照度：符号 E，单位 勒克斯 Lm/m2 ，说明 发光体照射在被照物体单位面积上的光通量
亮度： 符号 L， 单位 尼脱 cd/m2 ， 说明 发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量
光效：单位 每瓦流明 Lm/w，说明 电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示
平均寿命：单位 小时，说明 指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数
经济寿命：单位 小时，说明 在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下 ,其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室内的光源如日光灯则为百分之八十 .
色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时 ,黑体的温度称为该光源的色温 .光源色温不同 ,光色也不同 ,色温在 3300K 以下有稳重的气氛 ,温暖的感觉； 色温在 3000--5000K 为中间色温 ,有爽快的感觉； 色温在 5000K 以上有冷的感觉 .不同光源的不同光色组成最佳环境 ,如表：
色温>5000k: 光色为清凉型（带蓝的白色） ,冷的气氛效果；
色温在 3300-5000K ：光色为 中间 (白) ，爽快的气氛效果；
色温<3300K ：光色为 温暖(带红的白色 ) ，稳重的气氛效果 .
a. 色温与亮度 高色温光源照射下， 如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉 .
b. 光色的对比 在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次 .
显色性 : 光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳光）照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性 .显色分两种：
忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数 (Ra) 高的光源，其数值接近 100，显色性最好 .
效果显色： 要鲜明地强调特定色彩 ,表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果 .
由于光线中光谱的组成有差别， 因此即使光色相同， 灯的显色性也可能不同 .
灯具效率 (也叫光输出系数 )是衡量灯具利用能量效率的重要标准，它是灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例 .
11.LED 色温的特性 ?（整理自：深圳LED商会）色温指的是光波在不同的能量下 ,人类眼睛所感受的颜色变化 .在色温的计算上， 是以 Kelvin 为单位， 黑体幅射的 0Kelvin= 摄氏 -273 ° C做为计算的起点 ，将黑体加热 ,随着能量的提高 ,便会进入可见光的领域，例如 ,在2800 K 时,发出的色光和灯泡相同，我们便说灯泡的色温是 2800K.可见光领域的色温变化 ,由低色温至高色温是由橙红 --> 白 --> 蓝.
色温的特性
1.在高纬度的地区 ,色温较高，所见到的颜色偏蓝 .
2.在低纬度的地区 ,色温较低，所见到的颜色偏红 .
3.在一天之中，色温亦有变化，当太阳光斜射时 ,能量被 ( 云层、空气 )吸收较多 ,所以色温较低 .当太阳光直射时 ,能量被吸收较少 ,所以色温较高 .
4.Windows 的 sRGB 色彩模型是以 6500 K 做为标准色温 ,以 D65 表示之.
5.清晨的色温大约在 4400 K.
6.高山上色温大约在 6000 K.
不同光源环境的相关色温度光源色温：
北方晴空 8000-8500k
阴天 6500-7500k
夏日正午阳光 5500k
金属卤化物灯 4000-4600k
下午日光 4000k
冷色营光灯 4000-5000k
高压汞灯 3450-3750k
暖色营光灯 2500-3000k
卤素灯 3000k
钨丝灯 2700k
高压钠灯 1950-2250k
蜡烛光 2000k
微信公众号：深圳LED商会,
