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1、LED物料基本知識LED(LightEmittingDiode)俗稱發光二極管,是一種依靠半導體PN結發光的光電元件,就LEDLAMP而言,它由電子元件和封裝系統組成.相應的,其基本原料組成可分為電子元件材料,封裝材料.輔助材料三大類.一.電子元件材料電子元件材料包括晶片.金線.支架.銀膠,正是由這些材料聯結成一個發光的閉路電子元件.1.晶片的基本構造:P-electrodePNjunction(EmitingLightLayer)A.晶片PLayerNLayerNSubstrateN-electrode晶片的基本構造就是由電極.基板.PN結構成.其中
2、PN結是晶片結構中最重要的部分,晶片發光就是通過PN結的自由電子移動來實現的,目前晶片常用的電極有金電極.鋁電極兩種,底部背金層有點背金.全背金兩種方.式一般情況下,我們采用全背金,這樣是為了保證PN結發出的光線能最大限度地反射出去,但這樣電極面積增大,會造成吸收光量的增加.基板常用的材質有GaP.GaAs等,它們主要作用有二:1)抗震動.沖擊;2)散熱;2.晶片的發光原理:半導體元素與N層半導體元素由于電子移動而重新排列組合,形成PN結合層,從而使之處于相對穩定的狀態;但一旦在外力作用下,施加正向電壓,N區自由電子即向P區運動,P區的空穴源源不斷地游
3、向N區,在電子空穴作定向移動的同時,電子空穴互相結對,激發出光子,產生光能.3.晶片的分類:3.1按組成的種類分為:二元晶片,如GaP/GaP,GaN三元晶片,如GaAlAs.GaAsP.InGaN等.四元晶片,如AlGaInPAlGaInAs.3.2按發光顏色可以划分為:紅色晶片材質:GaP,GaAlAs,AlGaInP橙色晶片材質:GaAlAsAlGaInP黃色晶片材質:GaAlAsAlGaInP綠色晶片材質:GaP,AlGaInP(藍綠BG)BluishGreen(500nm-520nm)(純綠PG)PureGreen(520nm-550nm)(
4、標準綠SG)StandardGreen(550nm-560nm)(黃綠YG)YellowGreen(560nm-570nm)藍色晶片材質:SIC.GaNZnSeInGaN3.3按晶片電極性划分:P/N極晶片N/P極晶片單面雙電極晶片,一般為藍色晶片.如UOE.EmcoreBluechip.3.4按發光類型划分:表面發光型光線大部分從晶片表面發射出來.五面發光型表面.側面都有較多成份的光線射出.3.5按PN結類型划分:同質結晶片異質結晶片雙異質結晶片4.晶片的重要性能指標4.1Vf順向電壓,執行LED亮燈之電流對應之二極體的電壓值,有電流產生,自由電子作
5、定向移動,存在電位差,產生電壓降.4.2Iv光強,LED點亮時所能觀測到的亮度值,單位cd(candela),lcd=1000mcd.4.3Ir反向電流,在限定條件下反向漏電流,為二極體的基本特性,Ir越小越好,產生原因為電子的不規則移動.4.4λd主波長.發光體大部分電磁波的發射距離.4.5λp峰值波長,LED晶片發光為雜色光,其所發出的最遠的電磁波的發射距離.4.6Δλ光譜寬度,晶片的發光為雜色光,它是由不同頻率的電磁波組合而成,組成光線的最小頻率電磁波與最大頻率電磁波之間的距離稱為光譜寬度.5.晶片發光效率η是衡量晶片將電能轉化為光能的能力的一個
6、重要指標.η=F/(Vf*If)F:光通量,單位為1m.η:發光效率,單位為1m/w.提高晶片發光效率的途徑有:5.1提高內量子效率,可從以下三個方面考慮:a.晶體品質b.能隙型態c.元件結構(單質或雙質)5.2增加光輸出效率:a.采用電流散布層,減少電極附近光損失.b.增加基板透光性.6.生產中多發問題6.1VF升高,主要有以下原因造成:a.晶片本身品質b.銀膠點得太多c.銀膠烘烤程度不夠,因此應嚴格控制烘烤溫度與時間d.金線焊球大小不當6.2IR升高,主要有以下原因造成:a.晶片本身品質b.銀膠點得太多,嚴重的會造成短路c.靜電影響,一般地,藍色晶
7、片在50V的靜電下將會被擊死d.焊線壓力控制不當,造成晶片內崩引起IR升高B.金線1.金線中金元素含量在99.99%以上,同時含有數個PPM計的Ag.Cu.Fe等參雜元素,用以增強其延伸率.韌性.可焊接性,常用的金線直徑有1.0mil.1.2mil等.linch=1000millmil=0.0254mm直徑越大,焊接性能越牢固,但焊點也會增大,影響發光Pattern,產生遮光.2.下面是直徑為1.0mil與1.2mil的金線機械性能比較表:DiaWeightTYPEPropertyatRoomTempPropertyathighTempMilμmmg/
8、200mmBreakingLoad(gr)Elongation(%)BreakingLoad(
