大功率LED光源灯具问答100例.docx

1、大功率LED光源灯具问答100例大功率LED光源灯具问答100例一、 LED是什么? 答: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、白色等可见光。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。二、 LED为什么是第四代光源(绿色照明)? 答:按电光源的发光机理分类。第一代光源

2、: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。 三、 LED的发光机理和工作原理有哪些? 答:发光二极管是由-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。四、 LED有哪些光学特性? 答:1.LED发出的光既不是单色光，也不是宽带光，而

3、介于二者之间。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。五、 LED有哪几种构成方式? 答: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。六、 各种颜色的发光波长是多少? 答: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

4、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；七、 LED有哪几种封装方式? 答:封装方式: 1、引脚式（Lamp）LED封装。 2、表面组装（贴片）式（SMTLED）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。八、 LED有哪几种分类方法? 答:1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

5、明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管用于做指示灯。 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2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1；把5mm的记作T-1（3/4）；把4.4mm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

6、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100mcd）；把发光强度在10100mcd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。九、 LED的生产工艺步骤有哪些? 答:1.

7、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

8、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、

9、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

10、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。

11、 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

12、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

13、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

14、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LE

15、D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。 十、 LED的基本照明术语有哪些? 答:常用照明术语光通量：符号：，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

16、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

17、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 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 44

18、00 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 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

19、境。如表:色 温光 色气氛效果 5000K：清凉(带蓝的白色) 冷的气氛：3300-5000K 中间：(白)爽快的气氛 十四、 现在世界上知名的LED光源品牌有哪些？答:美国:CREE,LUMILED。日本:CIZITEN，NICHIA。德国:ORSAM等。 十五、 LED现有哪些知识产权？ 答:科锐:大功率蓝光芯片,日亚:白光荧光粉技术。十六、 什么是大功率LED灯具？答:一种采用大功率LED作为光源的照明器具。 十七、 大功率LED灯具与传统灯具相比有何的优势？答:1.高光效 2.高节能 3.光色多 4.安全性高 5.设计形状的多样性 6.寿命长 7.快速响应 8.灯具结构合理 9.利环保

20、,环保效益更佳 10.高新尖。11.运行成本低 12.色温变化不大,小于100K,色温一致性好 13.流明维持率高,光衰慢,使用5000小时左右光衰不超过10%。 十八、 认为LED作为路灯来取代高压钠灯在技术上还不成熟的主要理由有几点？1LED的发光效率无法和高压钠灯相比2LED的照射过于集中，其照射的均匀度差3LED路灯的长期光衰严重，寿命不长4LED发光量不稳定（短期光衰），会随时间、季节变化5LED路灯本身自重过重，不利于安装，防风。6LED路灯造价过高，无法普及。当然，所有这些都是根据国内很多试验线路的使用经验得出的。是有一定依据的。但是国内的试验线路的性能，能不能代表LED目前的状

21、况是值得探讨的。十九、 怎样克服LED发光效率问题目前来说，LED的发光效率从数字上来看的确不如高压钠灯。目前LED在6575流明/瓦，而高压钠灯可以达到125流明/瓦。但是，高压钠灯的光谱比较集中于黄色，它的色温比较低只有20002500oK，而LED的色温较高，可以达到35004500以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的，有很大一部分光无法到达路面。还有，高压钠灯的显色指数差，只有20到40，感觉昏暗；而LED的显色指数高，可以达到7580。所以路面明亮，感觉舒适。所以从实际的发光效果来看，LED反而可以比高压钠灯高出很多。瑞煌70W的LED可以取代250W的高压钠灯，或300W的水银灯

22、。70W的LED，其输出光通量大约只有6250流明（经过二次光学设计，会有所损失），到达路面时的流明数仍为6000流明，而路面的平均照度可以达到16Lux（12m高杆）。250W高压钠灯的输出光通量为20,000流明。但到达路面的流明数就只有7000流明。路面的照度大约为3040Lux，由于显色系数的差别，LED的照度修正系数为2.35倍，高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以70W的LED经过修正以后地面的照度为37.6Lux，而高压钠灯的修正后的照度为28.2-37.6。二者相当。所以，70W的LED可以取代250W的高压钠灯，LED可以节能近4倍。二十、 瑞煌怎样克服LED照射均匀度问题？

23、的确，如果不进行二次光学设计，LED的照射是比较集中，所以一定要进行二次光路设计，使其光强呈蝙蝠形。瑞煌再用自主创新的反光板、曲面镜和导光板的专利技术，这个问题是很容易解决的。二十一、 瑞煌怎样克服LED的光衰问题？现在有的商家，为了降低成本，就采用几百只5的小功率LED。然而这种小功率的LED的光衰是非常严重的，按照其光衰至80的寿命只有1000小时。所以，作为需要长期使用的路灯是绝对不能允许采用这种小功率LED的。作为大功率LED，其光衰就要好很多。然而国内不少厂家也还是只能做到10000小时下降10，远远不能满足使用要求。实际上，LED寿命问题主要是由于长期在高温下工作而形成的问题。当结温从115提高到135，就会使寿命从50,000小时降低到20,000小时。目前来说，在LED的发光效率还没有提高到极高的程度，还只能尽量改善其散热来延长LED的寿命。瑞煌的采用自主研发散热技术来散热已经很好地解决了这个问题，可以把LED的结温降低到5