电子封装与检测技术(led制造与应用)

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1、《电子封装与检测技术》课程报告指导老师：姓名：班级：学号：航空电子工程系2014年12月LED制造与应用（成都航空职业技术学院，成都，610100，中国）摘要：LED结构及其特征，LED的封装技术，LED的可靠性技术，LED在生活中的应用，本文《LED的制造与应用》以四个方面来阐述。详细介绍了三种常见的LED的封装形式。在高速发展的21世纪人们的生活离不开光源！其光源主要来源于太阳还有就是人类自己所研究的可见光这就是LED发光技术。LED在半导体照明、汽车用灯、信号显示、显示器背光源、信息显示屏、生物、医疗等领域有很广泛的应用，作为目前全球备受瞩目的新一代光源，被称为21世纪最有发展前景的

2、绿色照明光源。关键词：引脚式封装；平面封装；SMD封装；1.前言近年来随着城市建设和电子信息产业的高速发展，人们对光源的需求与日俱增，光源的增加也加大了人们对用电量的需求。随着LED照明技术的开发，LED在照明方面具有的优势体现了出来，其主要在于节能、环保和寿命三方面。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，理论上只需要白炽灯10%的耗能、荧光灯50%的耗能。中国绿色照明工程促进项目办公室曾经做过一项调查，我国每年照明用电量高达3000亿度以上，用LED取代全部白炽灯或者取代部分荧光灯，将节省1/3的照明用电量，这意味着至少节约1000亿度电，相当于一个总投资超过2000亿元的三峡

3、工程的全年发电量。这对于能源十分紧张的我国而言，无疑具有十分重要的战略意义。在使用寿命方面，LED采用固体封装，结构牢靠，寿命可高达数十万小时，是荧光灯的10倍、白炽灯的100倍，另外，采用LED代替荧光灯可以避免荧光灯破裂而溢出汞所造成的二次污染，而LED的频带只有1～2nm，不会产生紫外线和红外线来污染环境。LED的节能环保，在当今社会上越来越引起了人们的重视，各个国家也都有具体的计划和措施。我国利用太阳能和风能直接点亮LED路灯，这在其他国家也得到了应用。所以在未来LED制造与应用技术将大大提高，而LED制造产业也将高速发展。2.LED结构及其特征LED是（Light-Emittin

4、gDiode）的缩写，中文译为发光二极管。就是一种会发光的半导体组件。它能将电能转换为光能，与普通半导体二极管一样都具有两个电极（正极和负极）。LED在工作时需外加电源，由正负两极流入LED。LED的内部结构也有和半导体二极管相似的P区和N区，P区和N区的交界处形成PN结。LED也是具有普通二极管的单向导电功能，如图1.1所示。LED的电流大小是由加在二极管两端的电压大小来控制的，根据加在二极管两端的电压大小，利用通过LED的电流最终使PN结发光。图1.1LED的PN结2.1LED的基本结构与发光原理LED器件的制造目的是为了得到光，所以它的基本结构与普通半导体二极管并不一样。图2.1LE

5、D的结构，图2.2LED芯片结构。图2.2LED的芯片结构图2.1LED的结构当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。（如图2.3所示，）不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。图2.3LED的发光原理3.LED的封装LED芯片只是很小的固体，它的两个电

6、极要在显微镜下才能看到，加入电流后它才会发光。在制作工艺上，除了要对LED芯片的两个电极进行焊接，从而引出正、负电极之外，同时要对LED芯片和两个电极进行保护，因此，就需要对LED芯片进行封装。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。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

7、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。因此对LED的封装要根据LED芯片的大小、功率的大小来选择合适的方式。3.1引脚式封装引脚式LED封装大多数带有阳极和阴极两个引脚，采用单列或双列直插式多芯片封装的少数器件则带有多个引脚。图3.1圆