發(fā)光二極管（英語：Light-Emitting Diode，簡稱LED） 是一種能將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)出的 光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當?shù)墓舛�。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等；隨著技術(shù)的不斷進步，發(fā)光二極管已被廣泛地應(yīng)用于顯示 器、電視機采光裝飾和照明。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。當電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二 極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍光。因化學(xué)性 質(zhì)又分有機發(fā)光二極管OLED和無機發(fā)光二極管LED它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極一樣是由一個PN結(jié)組成，也具 有單向?qū)щ娦�。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù) 合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波 長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過二極管的 電流。限流電阻R可用下式計算：R=（E－UF）/IF式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的正常工作電流。發(fā)光二極管的核心部分是 由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流 子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制 作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。

白光LED燈

1993年，當時在日本Nichia Corporation（日亞化工）工作的中村修二（Shuji Nakura） 發(fā)明了基于寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化鎵（GaN）和銦氮化稼（InGaN）的具有商業(yè)應(yīng)用價值的藍光LED，這類LED在1990 年代后期得到廣泛應(yīng)用。理論上藍光LED結(jié)合原有的紅光LED和綠光LED可產(chǎn)生白光，但白光LED卻很少是這樣造出來的。現(xiàn)時生產(chǎn)的白光LED大部分是 通過在藍光LED(near-UV，波長450nm至470nm)上覆蓋一層淡黃色熒光粉涂層制成的，這種黃色磷光體通常是通過把摻了鈰的釔鋁石榴石 (Ce3+:YAG)晶體磨成粉末后混和在一種稠密的黏合劑中而制成的。當LED芯片發(fā)出藍光，部分藍光便會被這種晶體很高效地轉(zhuǎn)換成一個光譜較寬（光譜 中心約為580nm）的主要為黃色的光。（實際上單晶的摻Ce的YAG被視為閃爍器多于磷光體。）由于黃光會刺激肉眼中的紅光和綠光受體，再混合LED本 身的藍光，使它看起來就像白色光，而其的色澤常被稱作“月光的白色”。這種制作白光LED的方法是由Nichia Corporation所開發(fā)并從1996年開始用在生產(chǎn)白光LED上。若要調(diào)校淡黃色光的顏色，可用其它稀土金屬鋱或釓取代Ce3+:YAG中摻入的鈰 (Ce)，甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的方式做到。而基于其光譜的特性，紅色和綠色的對象在這種LED照射下看起來會不及闊譜光源照射時那么鮮 明。另外由于生產(chǎn)條件的變異，這種LED的成品的色溫并不統(tǒng)一，從暖黃色的到冷的藍色都有，所以在生產(chǎn)過程中會以其出來的特性作出區(qū)分。

另一個制作的白光LED的方法則有點像日光燈，發(fā)出近紫外光的LED會被涂上兩種磷光體的混合物，一種是發(fā)紅光和藍光的銪

另 一種是發(fā)綠光的，摻雜了硫化鋅(ZnS)的銅和鋁。但由于紫外線會使黏合劑中的環(huán)氧樹脂裂化變質(zhì)，所以生產(chǎn)難度較高，而壽命亦較短。與第一種方法比較，它 效率較低而產(chǎn)生較多熱(因為StokesShift前者較大)，但好處是光譜的特性較佳，產(chǎn)生的光比較好看。而由于紫外光的LED功率較高，所以其效率雖 比較第一種方法低，出來的亮度卻相若。

最新一種制造白光LED的方法沒再用上磷光體。新的做法是在硒化鋅(ZnSe)基板上生長硒化鋅的 磊晶層。通電時其活躍地帶會發(fā)出藍光而基板會發(fā)黃光，混合起來便是白色光。極性發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)接電源正極。有的發(fā)光二極管的 兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。

LED單向?qū)�通性LED只能往一個方向?qū)�通（通電），叫作正向偏置（正向�?nbsp;壓），當電流流過時，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效 應(yīng)，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導(dǎo)體材料種類與摻入的元素雜質(zhì)有關(guān)。具有效率高、壽命長、不易破損、開關(guān)速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點。白 光LED的發(fā)光效率，在近幾年來已經(jīng)有明顯的提升，同時，在每千流明的購入價格上，也因為投入市場的廠商相互競爭的影響，而明顯下降。雖然越來越多人使用 LED照明作辦公室、家具、裝飾、招牌甚至路燈用途，但在技術(shù)上，LED在光電轉(zhuǎn)換效率(有效照度對用電量的比值)上仍然低于新型的熒光燈，是國家以后發(fā) 展民用的去向。

LED燈特性

發(fā)光二極管與白熾燈泡和 氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通 過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號顯示器。把它的管心 做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個數(shù)碼管可顯示0～9，10個阿拉伯數(shù)字以及A，B，C，D，E，F(xiàn)等部分字母（必須區(qū)分大小 寫）。

LED的光學(xué)參數(shù)

LED的光學(xué)參數(shù)中重要的幾個方面就是：光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強度、光強分布、波長。

發(fā)光效率和光通量

發(fā)光效率就是光通量與電功率之比，單位一般為lm/W。發(fā)光效率代表了光源的節(jié)能特性，這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個重要指標。

發(fā)光強度和光強分布

LED 發(fā)光強度是表征它在某個方向上的發(fā)光強弱，由于LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數(shù)實際意義很大，直 接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對顯示屏處于較大角度的觀眾將看 到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。

波長

對于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、 藍、綠、白色LED等主要的顏色是否純 正。因為在許多場合下，比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格，不過據(jù)觀察我國的一些LED信號燈中綠色發(fā)藍，紅色的為深紅，從這個現(xiàn)象來看我們對LED的 光譜特性進行專門研究是非常必要而且很有意義的。

LED趨勢

隨著行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，技術(shù)的飛躍突破，應(yīng)用的大力推廣，LED的光效也在不 斷提高，價格不斷走低。新的組合式管芯的 出現(xiàn)，也讓單個LED管(模塊)的功率不斷提高。通過同業(yè)的不斷努力研發(fā)，新型光學(xué)設(shè)計的突破，新燈種的開發(fā)，產(chǎn)品單一的局面也有望在進一步扭轉(zhuǎn)�？刂栖� 件的改進，也使得LED照明使用更加便利。這些逐步的改變，都體現(xiàn)出了LED發(fā)光二極管在照明應(yīng)用的前景廣闊。

LED被稱為第四代光源，具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調(diào)光、光束集中、維護簡便等特點，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領(lǐng)域。

LED優(yōu)點：電光轉(zhuǎn)化效率高（接近60%，綠色環(huán)保、壽命長（可達10萬小時）、工作電壓低（3V左右）、反復(fù)開關(guān)無損壽命、體積小、發(fā)熱少、亮度高、堅固耐用、易于調(diào)光、色彩多樣、光束集中穩(wěn)定、啟動無延時；

LED缺點：起始成本高、顯色性差、大功率LED效率低、恒流驅(qū)動（需專用驅(qū)動電路）。 相比之下，各種傳統(tǒng)照明存在一定的缺陷。

白熾燈：電光轉(zhuǎn)化效率低（10%左右）、壽命短（1000小時左右）、發(fā)熱溫度高、顏色單一且色溫低；

熒光燈：電光轉(zhuǎn)化效率不高（30%左右）、危害環(huán)境（含汞等有害元素，約3.5-5mg/只）、不可調(diào)亮度（低電壓無法啟輝發(fā)光）、紫外輻射、閃爍現(xiàn)象、啟動較慢、稀土原料漲價（熒光粉占成本比重由10%上升到60~70%）、反復(fù)開關(guān)影響壽命；體積大。

高壓氣體放電燈：耗電量大、使用不安全、壽命短、散熱問題，多用于室外照明。

LED現(xiàn)狀

20 世紀90年代LED技術(shù)的長足進步,不僅是發(fā)光效率超過了白熾燈,光強達到了燭光級,而且顏色也從紅色到藍色覆蓋了整個可見光譜范圍,這種從指示燈水平到 超過通用光源水平的技術(shù)革命導(dǎo)致各種新的應(yīng)用,諸如汽車信號燈、交通信號燈、室外全色大型顯示屏以及特殊的照明光源[1]  。

發(fā)光二極管應(yīng)用情況：

隨 著發(fā)光二極管高亮度化和多色化的進展,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴展.從下邊較低光通量的指示燈到顯示屏,再從室外顯示屏到 中等光通量功率信號燈和特殊照明的白光光源,最后發(fā)展到右上角的高光通量通用照明光源.2000年是時間的分界線.在2000年已解決所有顏色的信號顯示 問題和燈飾問題,并已開始低、中光通量的特殊照明應(yīng)用,而作為通用照明的高光通量白光照明應(yīng)用,似乎還有待時日,需將光通量進一步大幅度提高方能實現(xiàn).當 然,這也是個過程,會隨亮度提高和價格下降而逐步實現(xiàn).[1]  

1. LED顯示屏

自20世紀80年代中期,就有單色和多色顯示屏問 世,起初是文字屏或動畫屏.90年代初,電子計算機技術(shù)和集成電路 技術(shù)的發(fā)展,使得LED顯示屏的視頻技術(shù)得以實現(xiàn),電視圖像直接上屏,特別是90年代中期,藍色和綠色超高亮度LED研制成功并迅速投產(chǎn),使室外屏的應(yīng)用 大大擴展,面積在100—300m不等.目前LED顯示屏在體育場館、廣場、會場甚至街道、商場都已廣泛應(yīng)用,美國時代廣場上的納斯達克全彩屏最為聞名, 該屏面積為120英尺×90英尺,相當于1005m,由1900萬只超高亮藍、綠、紅色LED制成.此外,在證券行情屏、銀行匯率屏、利率屏等方面應(yīng)用也 占較大比例,近期在高速公路、高架道路的信息屏方面也有較大的發(fā)展.發(fā)光二極管在這一領(lǐng)域的應(yīng)用已成規(guī)模,形成新興產(chǎn)業(yè),且可期望有較穩(wěn)定的增長[1]  .

2. LED交通信號燈

航標燈采用LED作光源已有多年,目前的工作是改進和完善.道路交通信號燈近幾年來取得了長足的進步,技術(shù)發(fā) 展較 快,應(yīng)用發(fā)展迅猛,我國目前每年有四萬套左右的訂單,而美國加州在去年一年內(nèi)就用LED交通信號燈更換了五萬套傳統(tǒng)光源的信號燈,根據(jù)使用效果看,壽命 長、省電和免維護效果是明顯的.目前采用LED的發(fā)光峰值波長是紅色630nm,黃色590nm,綠色505nm.應(yīng)該注意的問題是驅(qū)動電流不應(yīng)過大,否 則夏天陽光下的高溫條件將會影響LED的壽命 .最近,應(yīng)用于飛機場作為標燈、投光燈和全向燈的LED機場專用信號燈也已獲成功并投入使用,多方反映效果很好.它具 有自主知識產(chǎn)權(quán),獲準兩項專利,可靠性好,節(jié)省用電,免維護,可推廣應(yīng)用到各種機場,替代已沿用幾十年的舊信號燈,不僅亮度高,而且由于LED光色純度 好,特別鮮明,易于信號識別[1]  .

鐵路用的信號燈由于品種系列較多,要求光強和視角也各不相同,目前正加緊研制中,估計會逐步研制成功并陸續(xù)投入應(yīng)用,從數(shù)量看,也是一個頗大的市場[1]  .

3.LED汽車用燈

超高亮LED可以做成汽車的剎車燈、尾燈和方向燈,也可用于儀表照明和車內(nèi)照明,它在耐震動、省電及長壽命方面比白熾燈有明顯的優(yōu)勢.用作剎車燈,它的響應(yīng)時間為60ns,比白熾燈的140ms要短許多,在典型的高速公路上行駛,會增加4—6m的安全距離[1]  .

4.液晶屏背光源

LED 作為液晶顯示的背光源,它不僅可作為綠色、紅色、藍色、白色,還可以作為變色背光源,已有許多產(chǎn)品進入生產(chǎn)及 應(yīng)用階段.最近,手機上液晶顯示屏用LED制作背光源,提升了產(chǎn)品的檔次,效果很好.采用8個藍色、24個綠色、32個紅色LuxeonLED制成的 15in(1in≈2.5cm)液晶屏的背光源,可達到120W,2500 lm,亮度18000nits(尼特,cd/m2).22液晶屏背光源也已制成,僅為6mm厚,不但混色效果好,顯色指數(shù)也達到80以上.目前大型背光源 雖處于開發(fā)階段,但潛力很大 .

5.LED燈具燈飾

由于發(fā)光二極管亮度的提高和價格的下降,再加上長壽命、節(jié)電,驅(qū)動和控制較 霓虹燈簡易,不僅能閃爍,還能變色,所以 用超高亮度LED做成的單色、多色乃至變色的發(fā)光柱配以其他形狀的各色發(fā)光單元,裝飾高大建筑物、橋梁、街道及廣場等景觀工程效果很好,呈現(xiàn)一派色彩繽 紛、星光閃爍及流光異彩的景象.已有不少單位生產(chǎn)LED光柱達萬米以上,彩燈幾萬個,目前正逐步推廣,估計會逐步擴大單獨形成一種產(chǎn)業(yè)[1]  .

6.LED照明光源

作 為照明光源的LED光源應(yīng)是白光,白光LED光源分類如表3,目前作為軍用的白光LED照明燈飾燈具,已有一些品種投 入批量生產(chǎn).由于LED光源無紅外輻射,便于隱蔽,再加上它還具有耐振動、適合于蓄電池供電、結(jié)構(gòu)固體化及攜帶方便等優(yōu)點,將在特殊照明光源方面會有較大 發(fā)展.作為民間使用的草坪燈、埋地?zé)粢延幸?guī)模生產(chǎn),也有用作顯微鏡視場照明、手電、外科醫(yī)生的頭燈、博物館或畫展的照明以及閱讀臺燈.隨著光通量的提高和 價格的下降,應(yīng)用面將逐步拓展,以完成特殊照明向通用照明的過渡,估計2005—2010年會進入通用照明領(lǐng)域  .

LED分類 

發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光

二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負阻發(fā)光二極管等。

LED的控制模式有恒流和恒壓兩種，有多種調(diào)光方式，比如模擬調(diào)光和PWM調(diào)光，大多數(shù)的LED都采用的是恒流控制，這樣可以保持LED電流的穩(wěn)定，不易受VF的變化，可以延長LED燈具的使用壽命。

普通單色發(fā)光二極管

普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動點亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時需串接合適的限流電阻。

普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關(guān)，而發(fā)光的波長又取決于制

發(fā)光二極管造 發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長一般為630~650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長一般為555~570 nm。 常用的國產(chǎn)普通單色發(fā)光二極管有BT（廠標型號）系列、FG（部標型號）系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。

常用的進口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。

高亮度單色發(fā)光二極管

高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強度也不同。

通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。

常用的高亮度紅色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-29，常用的超高亮度單色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-30。

變色發(fā)光二極管

變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色（有紅、藍、綠、白四種顏色）發(fā)光二極管。

變色發(fā)光二極管按引腳數(shù)量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。

常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號。

閃爍發(fā)光二極管

閃爍發(fā)光二極管（BTS）是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，可用于報警指示及欠壓、超壓指示。

閃爍發(fā)光二極管在使用時，無須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當?shù)闹绷鞴ぷ麟妷海?V）即可閃爍發(fā)光。

LED(發(fā)光二極管）普通發(fā)光二極管屬于電流控制型器件，在使用時需串接適當阻值的限流電阻。電壓控制型發(fā)光二極管（BTV）是將發(fā)光二極管和限流電阻集成制作為一體，使用時可直接并接在電源兩端。使普通紅光發(fā)光二極管

電壓可以工作在3伏－10伏如YX503URC，YX304URC,YX503BRC電壓型LED發(fā)光二極管,為工程技術(shù)開發(fā)人員提供更大的選擇。

紅外發(fā)光二極管

紅外發(fā)光二極管也稱紅外線發(fā)射二極管，它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光控及遙控發(fā)射電路中。

紅外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍色、黑色的樹脂封裝。

常用的紅外發(fā)光二極管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。

電池LED燈

iViTi On，有一個可令它發(fā)光最長3小時的內(nèi)置電池。有電時，電池充電，而且燈泡正常發(fā)光。停電時，燈泡自動切換到電池模式。

LED生產(chǎn) 

LED五大原物料分別是指：晶片，支架，銀膠，金線，環(huán)氧樹脂

晶片

晶 片的構(gòu)成：由金墊，P極，N極，PN結(jié)，背金層構(gòu)成(雙pad晶片無背金層)。晶片是由P層半導(dǎo)體元素，N層半導(dǎo) 體元素靠電子移動而重新排列組合成的PN結(jié)合體。也正是這種變化使晶片能夠處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在晶片被一定的電壓施加正向電極時，正向P區(qū)的空穴則 會源源不斷的游向N區(qū)，N區(qū)的電子則會相對于孔穴向P區(qū)運動。在電子，空穴相對移動的同時，電子空穴互相結(jié)對，激發(fā)出光子，產(chǎn)生光能。主要分類，表面發(fā)光 型： 光線大部分從晶片表面發(fā)出。五面發(fā)光型： 表面，側(cè)面都有較多的光線射出按發(fā)光顏色分，紅，橙，黃，黃綠，純綠，標準綠，藍綠， 藍。

支架

支架的結(jié)構(gòu)1層是鐵，2層鍍銅(導(dǎo)電性好，散熱快)，3層鍍鎳(防氧化)，4層鍍銀(反光性好，易焊線)

銀膠(因種類較多，我們依H20E為例)

也 叫白膠，乳白色，導(dǎo)通粘合作用(烘烤溫度為：100°C/1.5H)銀粉(導(dǎo)電，散熱，固定晶片)+環(huán)氧樹脂(固 化銀粉)+稀釋劑(易于攪拌)。儲藏條件：銀膠的制造商一般將銀膠以-40 °C 儲藏，應(yīng)用單位一般將銀膠以-5 °C 儲藏。單劑為25 °C/1年(干燥，通風(fēng)的地方)，混合劑25 °C/72小時(但在上線作業(yè)時因其他的因素“溫濕度、通風(fēng)的條件”,為保證產(chǎn)品的質(zhì)量一般的混合劑使用時間為4小時)

烘烤條件：150 °C/1.5H

攪拌條件：順一個方向均勻攪拌15分鐘

金線(依φ1.0mil為例)

LED所用到的金線有φ1.0mil、 φ1.2mil，金線的材質(zhì)，LED用金線的材質(zhì)一般含金量為99.9%，金線的用途

利用其含金量高材質(zhì)較軟、易變形且導(dǎo)電性好、散熱性好的特性，讓晶片與支架間形成一閉合電路。

環(huán)氧樹脂(以EP400為例)

組成：A、B兩組劑份:

A膠：是主劑，由環(huán)氧樹脂+消泡劑+耐熱劑+稀釋劑

B劑：是固化劑，由酸酣+離模劑+促進劑

使用條件：

混合比：A/B=100/100(重量比)

混合粘度：500-700CPS/30 °C

膠化時間：120 °C*12分鐘或110 °C*18分鐘

可使用條件：室溫25 °C約6小時。一般根據(jù)產(chǎn)線的生產(chǎn)需要，我們將它的使用條件定為2小時。

硬化條件:初期硬化110 °C-140 °C 25 - 40分鐘

后期硬化100 °C*6-10小時(可視實際需要做機動性調(diào)整)

工藝 

芯片檢驗

鏡檢：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑lockhill芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整。

LED擴片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小（約0.1mm），不利于后工序的操作。采用擴片機對黏結(jié)芯片的膜進行擴張，使LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張，但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。

LED點膠

在LED支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。

工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，提醒：銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。

LED備膠

和點膠相反，備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。

LED手工刺片

將擴張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。

LED自動裝架

自 動裝架其實是結(jié)合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置，再安置在相應(yīng)的支架 位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷， 特別是藍、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。

LED燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進行監(jiān)控，防止批次性不良。銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃，燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到170℃，1小時。絕緣膠一般150℃，1小時。

銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。

LED壓焊

壓焊的目的是將電極引到LED芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。鋁絲壓焊的過程為先在LED芯片電極上壓上第一點，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球，其余過程類似。

壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點形狀，拉力。

LED封膠

LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種�；�本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設(shè)計上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗）。

LED點膠 TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點是對點膠量的控制，因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。

LED灌膠封裝 Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將LED從模腔中脫出即成型。

LED模壓封裝 將壓焊好的LED支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進入各個LED成型槽中并固化。

LED固化與后固化

固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135℃，1小時。模壓封裝一般在150℃，4分鐘。后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強度非常重要。一般條件為120℃，4小時。

LED切筋和劃片

由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個），Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上，需要劃片機來完成分離工作。

LED測試

測試LED的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進行分選。

特點 編輯 

電壓

LED使用低壓電源，供電電壓在直流3-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，也有少數(shù)DC36V、DC40V等，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。

效能

消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節(jié)能燈減少40%左右。

適用性

體積很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境

穩(wěn)定性

10萬小時，光衰為初始的50%

響應(yīng)時間

其白熾燈的響應(yīng)時間為毫秒級，LED燈的響應(yīng)時間為納秒級

環(huán)境污染

不含有害金屬汞等

顏色

發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和禁帶寬度，實現(xiàn)紅黃綠藍橙多色發(fā)光。紅光管工作電壓較小，顏色不同的紅、橙、黃、綠、藍的發(fā)光二極管的工作電壓依次升高。

LED價格

LED的價格越來越平民化，因LED省電的特性，也許不久的將來，人們都會把白熾燈換成LED燈。我國部分城市公路、學(xué)校、廠區(qū)等場所已換裝完LED路燈、節(jié)能燈等。

LED種類發(fā)展

最早應(yīng)用半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源問世于20世紀60年代初。當時所用的材料是GaAsP，發(fā)紅光（λp=650nm），在驅(qū)動電流為20毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應(yīng)的發(fā)光效率約0.1流明/瓦。

70年代中期，引入元素In和N，使LED產(chǎn)生綠光（λp=555nm），黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。

到了80年代初，出現(xiàn)了GaAlAs的LED光源，使得紅色LED的光效達到10流明/瓦。

90 年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍光的GaInN發(fā)光新（英語：Light-Wwwsosoledcom）兩種新材料的開發(fā)成功，使LED 的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED在紅、橙區(qū)（λp=615nm）的光效達到100流明/瓦，而后者制成的LED在綠色區(qū)域 （λp=530nm）的光效可以達到50流明/瓦。

單色光LED的應(yīng)用

最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED 在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的 140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計的燈中，Lumileds公司采 用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。

汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。1987年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈，由于LED響應(yīng)速度快（納秒級），可以及早讓尾隨車輛的司機知道行駛狀況，減少汽車追尾事故的發(fā)生。

另外，LED燈在室外紅、綠、藍全彩顯示屏，匙扣式微型電筒等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。[3]  

LED光衰原因

導(dǎo)致LED光衰主要有以下因素。

一、LED產(chǎn)品本身品質(zhì)問題：

1、采用的LED芯片體質(zhì)不好，亮度衰減較快。

2、生產(chǎn)工藝存在缺陷，LED芯片散熱不能良好的從PIN腳導(dǎo)出，導(dǎo)致LED芯片溫度過高使芯片衰減加劇。

二、使用條件問題：

1、LED為恒流驅(qū)動，有部分LED采用電壓驅(qū)動原因使LED衰減過快。

2、驅(qū)動電流大于額定驅(qū)動條件。

三個影響LED燈具質(zhì)量光衰的因素

首先，選擇什么樣的LED白燈；

其次，LED燈珠工作環(huán)境溫度；

再次，LED燈珠的工作電性參數(shù)設(shè)計。

LED測量

普通發(fā)光二極管的檢測

（1） 用萬用表檢測。利用具有×10kΩ擋的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至200kΩ,反向電阻的值為∝。如 果正向電阻值為0或為∞，反向電阻值很小或為0，則易損壞。這種檢測方法，不能實質(zhì)地看到發(fā)光管的發(fā)光情況，因為×10kΩ擋不能向LED提供較大正向電 流。

如果有兩塊指針萬用表（最好同型號）可以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光情況。用一根導(dǎo)線將其中一塊萬用表的“+”接線柱與另一塊表的“-”接線 柱連接。余下的“-”筆接被測發(fā)光管的 正極（P區(qū)），余下的“+”筆接被測發(fā)光管的負極（N區(qū)）。兩塊萬用表均置×10kΩ擋。正常情況下，接通后就能正常發(fā)光。若亮度很低，甚至不發(fā)光，可將 兩塊萬用表均撥至×1mΩ若，若仍很暗，甚至不發(fā)光，則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。應(yīng)注意，不能一開始測量就將兩塊萬用表置于×1mΩ，以免電流過 大，損壞發(fā)光二極管。

（2）外接電源測量。用3V穩(wěn)壓源或兩節(jié)串聯(lián)的干電池及萬用表（指針式或數(shù)字式皆可）可以較準確測量發(fā)光二極管的光、電特 性。為此可按圖10所示連接電路即可。如果測得VF在1.4～3V之間，且發(fā)光亮度正常，可以說明發(fā)光正常。如果測得VF=0或VF≈3V，且不發(fā)光，說 明發(fā)光管已壞。

紅外發(fā)光二極管的檢測

由于紅外發(fā)光二極管，它發(fā)射1～3μm的紅外光，肉眼無法看到到。通常單只紅外發(fā)光二極管發(fā)射功率只 有數(shù)mW，不同 型號的紅外LED發(fā)光強度角分布也不相同。紅外LED的正向壓降一般為1.3～2.5V。正由于其發(fā)射的紅外光人眼看不見，所以利用上述可見光LED的檢 測法只能判定其PN結(jié)正、反向電學(xué)特性是否正常，而無法判定其發(fā)光情況正常否。為此，最好準備一只光敏器件（如2CR、2DR型硅光電池）作接收器。用萬 用表測光電池兩端電壓的變化情況。來判斷紅外LED加上適當正向電流后是否發(fā)射紅外光。

光強度 

把光強標準燈，LED和配有V（λ）濾光片的硅光電二極管安裝和調(diào)試在光具座上，特別是嚴格地調(diào)燈絲位置，LED發(fā)光部位及接受面位置。

先用光強標準燈校準硅光電二極管，C=E/S

式中Rs=Is/Ds

Ds是標準燈與接受器之間的距離，I s是標準燈的光強度，R s是標準燈的響應(yīng)。

Et=C ·R t式中E t是被測LED的照度，R t是被測LED的響應(yīng)，則LED的光強度I t為：I t=E t ·Dt

式中Dt 是LED與接受面之距離。

對 于LED來講，其發(fā)光面是圓蓋形狀的，光分布是很特殊的，所以在不同的測量距離下，光強值會變化，偏離距離平方反比定律， 即使固定了測量距離，但是由于接受器接受面積不同，其光強值也會變化。因此，為了提高測量精度，應(yīng)該把測量距離和接受面積大小相對地給予固定為好。例如， 測量距離按照GIE推薦采用316mm，接受器面積固定為10×10mm。在同一測量距離下，LED轉(zhuǎn)角不同，其光強也相應(yīng)地有變化，因此為了獲得最佳 值，最好讀出最大讀數(shù)R t為佳。

光通量 

光通量測量在變角光度計的轉(zhuǎn)臺上進行，轉(zhuǎn)臺上安轉(zhuǎn)了LED，該轉(zhuǎn)臺在其水平面上繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)±90度，LED在垂直面上繞著測光軸旋轉(zhuǎn)360度。在水平面上和垂直面上的轉(zhuǎn)角的控制是通過步進馬達來實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)臺在導(dǎo)軌上隨意移動，當測量標準燈時，轉(zhuǎn)臺應(yīng)離開導(dǎo)軌。

測量時大轉(zhuǎn)盤在水平面上繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，步進角度為0.9°，正方向90°，反方向90°。LED自身也在旋轉(zhuǎn)，在每一個水平角度下，垂直平面上每隔18°進行一次信號采集，轉(zhuǎn)完360°之后共采集到20個數(shù)據(jù)，按下式計算總光通量。

發(fā)光二極管 

如 果大盤旋轉(zhuǎn)0°～90°時，小盤轉(zhuǎn)0°～360°即可。但是大盤旋轉(zhuǎn)0°～90°時，有可能LED安裝不均勻（不對稱）而引起誤差，因此最好的解決辦法是 大盤轉(zhuǎn)－90°～0°～90°，小盤仍然轉(zhuǎn)0°～360°，把大盤0°～90°和－90°～0°兩個范圍內(nèi)絕對值相等的角度上的照度值取平均值來作為 0°～90°內(nèi)的值。

LED總光通量測量的第二種方法是積分求法。此方法的優(yōu)點是簡單易行，但測量精度不高。LED的總光通量計算方法如下，先計算離積分球入射窗口（入射窗口面積 A）1 距離上標準燈（光強值 I s）進入積分球內(nèi)的光通量Φs，Φs=I s · A /I 2

讀出接收器上的光電流信號i s，然后把LED置于窗口上，讀出相應(yīng)的接收器光電流信號it，則LED的總光通量Φ為：

Φt=It/IsΦs·K 式中 K 為色修正系數(shù)。

LED光譜 

發(fā)光二極管的光譜功率分布測量，目的是掌握LED的光譜特性和色度，再者是為了對已測得的LED的光度量值進行修正。

在測量LED光譜功率分布時，應(yīng)注意以下幾點，一個是在與標準光譜輻照度進行比較時由于標準燈的光譜輻強度比LED強得多，為了避免這個問題，最好在標準燈前加一個中性濾光片，使它的光譜輻強度接近于LED。

LED的光譜寬度很窄，為了準確地描繪LED的光譜分布輪廓，最好采用窄帶波長寬度的單色儀進行測量，波長間隔為1nm為好。

按下式計算LED的光譜功率分布E t。

Etλ=Esλ·Itλ/Isλ

式中 i 是標準燈在波長 i 處的響應(yīng)；E 是標準燈的光譜功率分布；i 是LED在波長λ處的響應(yīng)。

LED 的色坐標計算公式為：x=∫Etλ·xλdλ 、y=∫Etλ·ydλ、z=∫Etλ·ydλ色坐標為x=X/(X+Y+Z)、y=Y/(X+Y+Z)也可計算LED的主波長和色純度。發(fā)光二極管也與 普通二極管一樣由PN結(jié)構(gòu)成，也具有單向?qū)щ娦�。它廣泛應(yīng)用于各種電子電路、家電、儀表等設(shè)備中、作電源指示或電平指示。

發(fā)光二極管的主要特性表

* cd(坎德拉)發(fā)光強度的單位

LED燈性能要求 

1．高可靠性特別像LED路燈的驅(qū)動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。

2．高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。

3． 高功率因素功率因素是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功 率因素低一點對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源，據(jù)說不久的將來，也許 會對功率因素方面有一定的指標要求。

4．驅(qū)動方式通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組 合靈活， 一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決 某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。

5． 浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶 外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入，保 護LED不被損壞的能力。

6．保護功能電源除了常規(guī)的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高。

7．防護方面燈具外安裝型，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。

8．驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配。

9．要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。

LED優(yōu)點

一、體積小

LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。[4]  

二、電壓低

LED耗電相當?shù)�，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。只需要極微弱電流即可正常發(fā)光。

三、使用壽命長

在恰當?shù)碾娏骱碗妷合�，LED的使用壽命可達10萬小時。

四、高亮度、低熱量

LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比同等功率普通照明燈具低很多。

五、環(huán)保

LED是由無毒的材料構(gòu)成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。

LED應(yīng)用

在LED于20世紀60年代問世到80年代之前這10多年中，LED只有紅、黃、綠幾種顏色，發(fā)光效率很低(僅約1 lm/W)，亮度比較低，而且價格高，人們只是將其用作電子產(chǎn)品的指示燈。從LED發(fā)展和應(yīng)用歷程上看，這一時期為LED的指示應(yīng)用階段。

1 交流電源指示燈

。該電路只要連接220V/50Hz的交流供電線路，LED就會被點亮，指示電源接通。限流電阻R的阻值為220V/IF。

2 交流開關(guān)指示燈

用LED作白熾燈開關(guān)指示燈的電路，當開關(guān)斷開燈泡熄滅時，電流經(jīng)R、LED 和燈泡EL形成回路，LED亮，方便人們在黑暗中找到開關(guān)。此時曲于回路中的電流很小，燈泡是不會亮的。當接通開關(guān)時，燈泡被點亮，而LED則熄滅。

3 交流電源插座指示燈

用雙色(共陰極) LED作交流電源插座指示燈的電路。插座的供電由開關(guān)S控制。當紅光LED亮?xí)r，插座無電;當綠光LED亮?xí)r，插座有電。

4 保險管座指示燈

LED用作工廠設(shè)備配電箱保險管座指示燈的電路。當保險管完好時，LED不亮;當保險管熔斷時，LED會被點亮，以指示用戶是哪一個熔斷器已被燒斷，以便更換。這對于用肉眼無法觀察好壞的瓷芯式熔斷器來說是非常方便的。

5 LED廣告招牌燈

6 LED單色或者彩色顯示屏

一般單色顯示屏用于顯示單行漢字，彩色顯示屏用于戶外大屏幕電視。

7 LED路燈

8 LED汽車信號燈和LED電動車照明燈