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本书从LED芯片制作、LED封装和LED应用等方面介绍了LED的基本概念与相关技术,详细讲解了LED封装过程中和开发应用产品时应该注意的一些技术问题,并以引脚式LED封装为基础,进一步介绍了平面发光式、SMD、大功率LED的三种不同封装形式及其相应的产品在实际生产中的操作技术。本书还讨论了LED在不同领域的应用技术,最后以太阳能LED路灯的光伏系统为应用实例,分析了典型LED系统的应用技术。
本书可作为光伏发电技术及应用专业、光电子专业、电子信息工程技术专业、节能工程专业等相关专业的教材,也可供相关专业技术人员参考使用,或作为自学用书。
第1章LED概述1
11LED的基本概念1
111LED的基本结构与发光原理1
112LED的特点及常用性能指标5
12LED芯片分类9
13大功率LED芯片13
131大功率LED芯片和小功率LED13
132大功率LED芯片的分类14
133大功率LED芯片制造技术的发展趋势15
复习思考题20
第2章LED封装简介21
21LED封装基础知识21
211LED封装必要性21
212LED封装原则21
22LED封装的分类及工艺简介22
221LED封装方式分类22
222LED封装设备简介26
223各类LED封装工艺简介30
复习思考题36
第3章LED生产流程概述37
31工艺说明37
311LED芯片检验37
312LED扩片37
313LED点胶37
314LED备胶37
315LED手工刺片38
316LED自动装架40317LED烧结40
318LED压焊40
319LED封胶41
3110LED固化与后固化43
3111LED切筋和划片43
3112LED测试43
32案例说明43
33LED的生产环境44
34防静电措施44
复习思考题45
第4章单管LED生产规程46
41单管LED生产流程46
42单管LED生产步骤规范46
421扩晶46
422反膜47
423银胶和绝缘胶使用48
424排支架49
425固晶49
426固化51
427焊线52
428配胶、抽真空55
429粘胶56
4210手动灌胶57
4211插支架58
4212自动灌胶机灌胶59
4213短烤60
4214长烤61
4215半切(一切)62
4216测试62
4217全切(二切)63
4218分选64
4219包装64
43单管LED工艺指导书示例65
第5章数码管简介67
51数码管生产流程67
52数码管生产规程67
521插PIN、压PIN67
522清洗68
523背胶69
524固晶69525烘烤70
526焊线71
527前测72
528全检73
529吹反射盖73
5210贴高温胶带74
5211反射盖预热74
5212配胶75
5213灌胶75
5214抽真空76
5215PCB76
5216固化77
5217检外观77
5218后测78
5219打印和包装78
第二篇LED应用
第6章认知LED照明80
61LED器件的驱动80
62恒压式驱动电路分析87
621恒压源供电电阻限流电路分析87
622LED的连接形式87
623设计驱动电路PCB板88
63LED台灯的制作89
631LED台灯概述89
632焊接知识与焊接技巧89
技能训练一LED灯泡的制作90
技能训练二LED台灯和传统灯具的性能比较93
复习思考题95
第7章LED屏幕显示96
71恒流式驱动电路96
711恒流式驱动电路96
712恒流式驱动电路的形式与结构97
713集成恒流源电路的应用99
714LM317恒流源电路的分析101
技能训练三恒流源驱动电路的制作和安装102
72点阵显示系统103
721点阵显示系统介绍103
722LED显示屏106
技能训练四16×16点阵LED显示屏的原理与制作107
技能训练五LED条形屏的组装113
复习思考题115
第8章LED景观工程116
81认识LED夜景工程116
811开关电源驱动电路116
812PWM调光知识119
813典型PWM集成驱动器120
82变色彩灯的制作121
821LED变色灯121
822单灯头LED变色灯122
技能训练六变色LED灯的组装123
复习思考题124
第9章LED标准125
91LED有关标准识别125
911制定LED标准的目的和意义125
912LED标准体系125
913LED标准发展概况125
914LED标准规范127
92我国照明工程应用的设计标准128
921我国的照明设计标准128
922照明的分类及LED的适应性129
923不同照明场所对照明装置的要求129
924《城市道路照明设计标准》(CLL 45—2006)130
93LED产品施工要求初析130
931LED产品施工注意事项130
932LED工程中的简易计算130
复习思考题132
第三篇太阳能LED路灯的设计
第10章太阳能LED路灯的光伏技术介绍133
101太阳能光伏技术133
1011太阳能光伏技术概述133
1012太阳能光伏发电系统135
102太阳能路灯137
1021太阳能路灯组成137
1022太阳能LED路灯简介138
103太阳能电池139
1031太阳能电池简介139
1032太阳能电池的原理与构造140
1033太阳能电池的分类及规格141
1034晶体硅太阳能电池发展及方阵142
104蓄电池146
1041蓄电池的分类146
1042蓄电池的工作原理148
复习思考题149
第11章太阳能LED路灯控制技术150
111太阳能LED路灯控制器功能150
112EPDC型太阳能电源双路输出控制器158
113EPRC10STMT型太阳能电源控制器161
复习思考题164
第12章太阳能LED路灯设计165
121太阳能LED路灯光伏系统设计165
1211太阳能LED路灯设计的要点165
1212太阳能电池方阵设计166
1213太阳能电池方阵设计中必须注意的问题169
1214蓄电池组容量设计172
1215控制器选择及太阳能电池组件支架的抗风设计173
1216太阳能路灯系统设计实例及典型配置175
122LED路灯灯头的设计178
1221LED照明设计178
1222LED道路照明灯具设计181
复习思考题189
第13章太阳能LED路灯安装与维护190
131现代道路照明的规划设计与安装190
1311道路照明的规划设计190
1312道路照明系统的安装192
1313太阳能灯具的调试196
132太阳能路灯的维护及蓄电池故障分析198
1321太阳能路灯的维护198
1322蓄电池的维护198
复习思考题199
附录200
附录1LED封装过程使用仪器技术参数及使用说明200
附录2仪器使用规程232
附录3LED生产过程中使用到的原料及检验243
参考文献252 2100433B
LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保...
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LED封装技术大全
LED 封装技术大全 LED封装所驱动的功率大小受限于封装体热阻与所搭配之散热模块 (Rca) ,两者决定 LED的 系统热阻和稳态所能忍受的最大功率值。 为降低封装热阻, 业者试图加大封装体内 LED晶粒 分布距离, 然 LED晶粒分布面积不宜太大, 过大的发光面积会使后续光学难以处理, 也限制 该产品的应用。 不可一味将更多的 LED晶粒封装于单一体内, 以求达到高功率封装目的, 因 为仍有诸多因素待考虑,尤其是对于应用面。 多晶粒封装材料不断发展 随着 LED封装 功率提升,多晶粒封装 (Multi-chip Package)成为趋势,传统高功率 LED 封装多采用塑料射出之预成型导线架 (Pre-mold Lead Frame) 方式 (图 1a),封装载体 (Carrier) 又称为芯片承载 (Die Pad),为一连续的金属块,已无法满足多晶粒串接之电性需 求,电性串并联方式直
大功率LED封装技术
大功率 LED 封装技术 导读 : 在现在 LED 技术中,封装技术起 到很关键的作用个,作为 LED 产业中承上 启下的封装技术, 它的好坏对下游产业的应 用十分关键,现在将对 LED 的封装技术做 一下介绍。 o 关键字 o (四)、封装大生产技术 晶片键合 (Wafer bonding) 技术是指晶 片结构和电路的制作、封装都在晶片 (Wafer) 上进行,封装完成后再进行切割, 形成单个的晶片 (Chip); 与之相对应的晶片 键合 (Die bonding) 是指晶片结构和电路在 晶片上完成后,即进行切割形成晶片 (Die), 然后对单个晶片进行封装 (类似现在的 LED 封装工艺 ),如图 8 所示。很明显,晶 片键合封装的效率和质量更高。由于封装 费用在 LED 器件制造成本中占了很大比 例,因此,改变现有的 LED 封装形式 (从 晶片键合到晶片键合 ),将大大降低封装制
LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出:可见光的功能,既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于LED。
LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料,应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状,有这样几种作用:保护管芯等不受外界侵蚀;采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂),起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;管芯折射率与空气折射率相差太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收,易发生全反射导致过多光损失,选用相应折射率的环氧树脂作过渡,提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性,绝缘性,机械强度,对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料,封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的,发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜,可使光集中到LED的轴线方向,相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。
一般情况下,LED的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。另外,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,LED的发光强度会相应地减少1%左右,封装散热;时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数LED的驱动电流限制在20mA左右。但是,LED的光输出会随电流的增大而增加,很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级,需要改进封装结构,全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术,改善热特性。例如,采用大面积芯片倒装结构,选用导热性能好的银胶,增大金属支架的表面积,焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外,在应用设计中,PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。
进入21世纪后,LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新,红、橙LED光效已达到100Im/W,绿LED为501m/W,单只LED的光通量也达到数十Im。LED芯片和封装不再沿袭传统的设计理念与制造生产模式,在增加芯片的光输出方面,研发不仅仅限于改变材料内杂质数量,晶格缺陷和位错来提高内部效率,同时,如何改善管芯及封装内部结构,增强LED内部产生光子出射的几率,提高光效,解决散热,取光和热沉优化设计,改进光学性能,加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。
led灯封装解释:简单来说led封装就是把led封装材料封装成led灯的过程; led灯封装流程:一般led封装必须经过扩晶-固晶-焊线-灌胶-切脚-分光分色等流程; led灯封装材料:led的主要封装材料有:芯片、金线、支架、胶水等; led灯封装设备:扩晶设备、固晶机、焊线机、点胶机、烘烤箱等,一般分为全自动封装设备手工封装设备两种。
一般来说,封装的功能在于提供芯片足够的保护,防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效,以提高芯片的稳定性;对于LED封装,还需要具有良好光取出效率和良好的散热性,好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境,进而提升LED的寿命。
封装是白光 LED制备的关键环节:半导体材料的发光机理决定了单一的LED芯片无法发出连续光谱的白光,因此工艺上必须混合两种以上互补色的光而形成白光,目前实现白光LED的方法主要有三种:蓝光LED YAG黄色荧光粉,RGB三色LED,紫外LED 多色荧光粉,而白光LED的实现都是在封装环节。良好的工艺精度控制以及好的材料、设备是白光LED器件一致性的保证。
国内LED封装行业当前发展已较为成熟,形成了完整的LED封装产业链。在区域分布上,珠三角地区是中国大陆LED封装企业最集中,封装产业规模最大的地区,企业数量超过了全国的2/3,占全国企业总量的68%,除上游LED外延芯片领域稍微欠缺外,汇聚了众多的封装物料与封装设备生产商与代理商,配套最为完善。其次是长三角地区,企业数量占全国的17%左右,其他区域共占15%的比例。