2022年LED照明试卷 .pdf

LED 制造技术与应用阶段考试（一）专业考试日期年月日姓名学号：一、填空题（每空 1 分，共 30 分）1、590nm波长的光是黄光；380nm 波长的光是紫光（填颜色） ,可见光的波长范围是380780 nm。2、LED TV 背光源常用到的LED 芯片型号为 2310，其尺寸为 23mil10mil，即584.2um 254um。 1mil25.4um3、T10 的 LED 日光灯管，其直径是：31.75 mm 。 25.4* (10/8)=31.75mm 4、 目前市场主流的白光LED产品是由InGaN ( 蓝光) 芯片产生的蓝光与其激发YAG荧光粉产生的黄光混合而成的，且该方面的专利技术主要掌握在日本日亚化学公司手中。5、色温越偏蓝，色温越高（冷），偏红则色温越低（暖）。6、对于 GaAs,SiC 导电衬底，具有面电极的红、黄（单电极或L 型） LED芯片，采用银胶 来固晶；对于蓝宝石绝缘衬底的蓝、绿（双电极或 V型）LED 芯片，采用绝缘胶 来固定芯片。7、银胶的性能和作用主要体现在：固定芯片、导电性、 导热性 。8、LED胶体包括 A，B，C，D胶，它们分别指的是主剂、硬化剂、色剂 、 扩散剂。9、翻译以下行业术语：示例：外延片Wafer （1） 发光二极管Light emitting diode（2） 芯片chip（3） 荧光粉phosphor （4） 直插式 LED LED Lamp 10、若已知外延材料的禁带宽度(符号：Eg，单位：eV)，则该外延片制作的LED名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 发光波长与禁带宽度的关系通常可表示为：g1240Enm 11、金丝球焊机在操作过程中，四要素是：时间、 功率、 压力 、 温度。二、判断题（对的打“”，错的打“”，15 分，每小题 1.5 分）1、现有 YAG 黄色荧光粉， 分别采用波长为 460nm 和 470nm 的蓝光 LED 芯片激发， 则 470nm 一定比 460nm 激发的效率高。（）2、在 CIE 图中，x 代表蓝色， y 代表绿色， z 代表红色，且 xyz1。 （）3、红外接收管和红外发射管常用的红外LED 波长为 940nm、880nm、850nm。（ ）4、中华人民共和国中央银行发布的人民币需要380390nm 波长的紫外光才可以验出真伪。（）注：课本 P25，人民币： 390-400nm；美元： 380390nm；欧元：波长更短。5、发光强度大于 100mcd 的 LED，称之为超高亮度的LED。（）6、对于 InGaAlP 材料，可选取合适的AlGa 组分配比，以便在黄绿色到深红色的光谱范围内调整LED 的波长。（）7、LED 芯片一般采用蓝宝石（ Al2O3） 、硅（Si） 、碳化硅（SiC）等半导体材料，其中 SiC 可作为 V 型接触的芯片衬底。（）8、1W 的 LED 称之为中功率 LED，大于 3W 的称之为大功率 LED。（）9、红光单电极 LED 芯片可以采用银胶固晶，也可以采用绝缘胶固晶，不过一般采用银胶固晶。（）10、经过测试得到样品A 的光通量比样品 B 的光通量高，则样品A 的发光强度比样品 B 的发光强度高。（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 三、简答题1、简述： （1）LED 是半导体 PN 结发光器件，试述其发光机理； （4 分）（2）白光 LED 的发光原理。（5 分）（3）白光 LED 的实现方法。（6 分，至少写 3 种）答：（1） LED 是半导体 PN 结发光器件，其发光机理是：在施加正向电压的情况下， PN 结 N 区自由电子向 P 区运动，而 P 区的空穴则向 N 区运动，在有源层内电子由导带跃迁到价带与空穴复合，产生光子，即电能转化成了光能。（2）白光 LED 的发光原理是根据红光绿光蓝光白光的三基色原理，由于绿光和红光混合呈黄光，所以一般采取蓝光及其补色黄光混合成白光。（3） 白光 LED 的实现方法有：方法发光机理芯片数1 InGaN 蓝光芯片 YAG ：Ce3+的黄色荧光粉 白光1 2 InGaN 蓝光芯片 RGY 荧光粉 白光1 3 InGaN （近）紫外光芯片 RGB 三基色荧光粉 白光1 4 薄膜层（ ZnSe）的蓝光 基板上被激发的黄光 白光1 5 白光 LED 芯片直接发白光1 6 InGaN 蓝光芯片 GaP黄绿光芯片（互补） 白光2 7 InGaN 蓝光芯片 InGaN 绿光芯片 AlInGaP 红光芯片 白光3 8 多种光（ InGaN、GaP、 AlInGaP）的芯片封装在一起 白光3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 2、LED 产业链可分为上游（外延） 、中游（芯片）、下游（封装）、应用（ LED路灯、 LED 灯具等） ，试述对不同产业段的认识（从技术、产品和用途等角度） 。 （8 分）答：LED 产业链分为上游（外延） 、中游（芯片）、下游（封装）、应用（ LED路灯、 LED 灯具等） ，对不同的产业段主要认识有：（一）上游1、技术上主要从事材料生长，难度大，投资风险高；2、产品：衬底、 LED 外延片（磊晶片）3、用途： LED 发光芯片的制造（二）中游1、技术上主要从事电极蒸镀等，难度大，投资风险较高；2、产品： LED 芯片3、用途：用于 LED 封装的核心发光芯片（三）下游1、技术上主要将 LED 芯片封装成器件，难度较小，投资风险较小；2、产品：直插式 LED，食人鱼 LED，大功率 LED，贴片式 LED，数码管等3、用途：用于灯具制造，夜景工程，电器指示灯，背光源等。（四）应用1、技术上主要解决LED 的二次光学，结构和散热设计，形成终端产品；2、产品： LED 路灯， LED 灯具， LED 显示屏， LED 护栏管等3、用途： LED 道路照明， LED 照明， LED 装饰照明 ,LED 显示，夜景工程等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3、简述（ 1）直插式白光 LED 的封装工艺流程；（4 分）（2）说明各工艺段的简要内容和注意事项。 （8 分）答：（一）详细流程：扩晶点胶固晶固晶烘烤焊线（邦定、键合）点荧光粉荧光胶烘烤粘胶灌胶 （封胶）短烤离模长烤一切排测二切分光包装入库。大致流程：固晶站焊线站白光站灌胶站测试分光站。（二）固晶：（1）点胶的检查 :多胶,少胶,偏点,碗边沾胶等。（2） 固晶的检查 :固偏,固反,漏固,掉晶,爬丝(晶片沾胶 ),电极脱落 ,裂晶(晶片损坏 ),多晶,少晶。焊线：（1）避免出现不良： 漏焊 ,偏焊,错焊,塌线,虚焊,断线,重焊,掉晶,无电极 ,粹晶,弧线过高/低,晶片翻倒（2）注意焊线的四要素：时间，压力，功率，温度。点荧光粉：（1） 注意荧光粉的激发波长与LED 芯片的发射波长匹配；（2） 荧光胶搅拌均匀，不能放置过久。灌胶：（1） 必须在一定温度下对环氧树脂抽真空，避免气泡；（2） 必须粘胶水，避免碗杯气泡。4、简述在直插式 LED 中，环氧树脂胶体的作用有哪些？（6 分）答：环氧树脂在直插式LED 中的作用主要有：（2） 保护内部的芯片及其引线(金线)，放置芯片、支架等氧化；（3） 起光学透镜作用，控制LED 的发光角度，即聚光或散光效果；（4） 环氧树脂的折射率降低光的内部全反射，提高光的提取效率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 原理引述：一.光密介质和光疏介质1.光密介质 :折射率较大的介质叫光密介质2.光疏介质 :折射率较小的介质叫光疏介质实验:如图所示 ,让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到直边上 ,逐渐增大入射角 ,观察实验现象 .当光从玻璃砖内射向空气时,逐渐增大入射角 ,会看到折射光离法线越来越远,而且越来越弱 ,反射光却越来越强.当入射角增大到某一角度 ,使折射角达到900时,折射光完全消失 ,只剩下反射光 .实验现象 :名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 二.全反射 :1.定义 :光照射到两种介质的界面上,光线全部反射回原介质的现象叫全反射.2.临界角 (C):在全反射现象中,刚好发生全反射,即折射角等于 900时的入射角 ,叫临界角 .sinc=n1n=sin900sinc=sinc13.全反射产生的条件:a.光线从光密介质射入光疏介质b.入射角大于或等于临界角C名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 5、简述： （1）普通二极管和发光二极管（LED）的相同点；（3 分）（2）普通二极管和发光二极管（LED）的不同点。（3 分）答：（一）普通二极管和发光二极管（LED）的相同点：（1）都具有单向导电性，即正向导通，反向截至；（2）都具有 PN 结形式的结构特征；（3）具有类似的 I-V 特性曲线。普通二极管发光二极管（二）普通二极管和发光二极管（LED）的不同点：（1）普通二极管材料一般为Si,Ge等间接带隙半导体材料，不能发光；发光二极管材料一般为GaAs/GaN/AlGaInP 等直接带隙半导体材料，电子空穴可以复合发光。（2）普通二极管的结构为一般的PN 结，LED 的结构一般采取多采用（双）异质结、 （多）量子阱等结构。（3） 开启电压不同。材料不同D Si 0.7V 间接带隙Ge 0.3V LED GaAs/GaN/AlGaInP 直接带隙结构不同D 一般的 PN 结LED 多采用（双）异质结、 （多）量子阱等结构6、简述第 19 周以来你对 LED 制造技术与应用这门课的学习心得、意见和建议。 （8 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -