LED灯具100解答(最新标准版).doc
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1、俊华LED照明灯具100问俊华LED照明灯具100问实用于销售、内勤、展厅店面、库管、行政、售后服务等人员一、 LED是什么? 答: LED(Light Emitting Diode),即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光,LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。第一个商用二极管产生于 1960年。二、LED是第四代光源吗? 答: 是的。按电
2、光源的发光机理分类:第一代光源:电阻发光如白炽灯。 第二代光源:荧光粉发光如荧光灯。第三代光源:电弧和气体发光如钠灯。 第四代光源:固态芯片发光如LED。三、LED的发光机理和工作原理?答: 发光二极管是由-族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通、反向截止、击穿特性,此外在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区,进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。四、LED有哪些光学特性? 答: 1、LED发出的光既不是单
3、色光,也不是宽带光,而是结余二者之间。2、LED光源似点光源又非点光源。3、LED发出光的颜色随空间方向不同而不同。4、恒流操作下的LED的结温强烈影响着正向电压VF(可变频率)。五、LED有哪几种构成方式?答: LED 因其颜色不同,而其化学成份不同。红色成份:铝-铟-镓-磷化物;绿色和蓝色成份: 铟-镓-氮化物;白色和其它色都是用RGB三基色按适当的比例混合而成的。LED 的制造过程类似于半导体,但加工的精度不如半导体,目前成本仍然较高。六、LED各种颜色的发光波长是多少?答: 目前国内常用几种颜色超高亮LED的光谱波长分布为460636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色
4、、黄橙色、红色。常见几种颜色LED的典型峰值波长是:蓝色470nm,蓝绿色505nm,绿色525nm,黄色590nm,橙色615nm,红色625nm。七、LED有哪几种封装方式? 答: 1、引脚式(Lamp)LED封装。 2、表面组装(贴片)式(SMTLED)封装。 3、板上芯片直装式(COB)LED封装。 4、系统封装式(SiP)LED封装。 5、晶片键合和芯片键合。八、 LED有哪几种分类方法? 答: 1、按发光管颜色分为: 红色、蓝色、绿色(黄绿、标准绿、纯绿)、蓝色等。2、有的发光二极管里包含两种或三种颜色的芯片根据发光二极管里掺或不掺散射剂,有色还是无色分为:有色透明、无色透明、有色
5、散剂、无色散剂四重类型。散射型发光二极管不适合做指示灯用。3、按发光二极管出光面的特征分为:圆灯、方灯、矩型、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯的直径分别有:2mm、 4.4mm、 5mm、 8mm、 10mm、 20mm等。国外通常把3mm记作T-1,把5mm记作T-1(3/4),把4.4mm记作T-1(1/4)6-8。4、从光发光强度来分有三类:1) 高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加反射剂。半值角为520或更小,具有很高的指向性,可作局部照明或光源用,或与光检处器联用组成自动检测系统。2)标准型。通常作指示灯用,半值角为2045。3)散射型。这是视角较大
6、的指示灯,半值角为2045或更大,散射剂的量较大。5、按发光发光二极管的结构分:全环氧树脂包封;金属底座环氧包封;陶瓷底座环氧包封;玻璃包封等。6、依光波长短可分为:1)可见光LED(450680nm): A、高亮度LED B、一般普通LED。2)不可见光LED(8501550nm): A、短波红外光 B、长波红外光。除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。九、 LED的封装生产工艺步骤有哪些? 答: 1、封装工艺有: 1)清洗:采用超声波清洗PCB(印制电路板)或LED支架,并烘干。 2)装架:在LED管芯(大圆片)底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯(大圆片)安置在刺
7、晶台上,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB(印制电路板)或LED支架相应的焊盘上,随后进行烧结使银胶固化。3)压焊:用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB(印制电路板)上的,一般采用铝丝焊机(制作白光TOP-LED需要金线焊机) 。4)封装:通过点胶,用环氧将LED管芯和焊线保护起来、在PCB(印制电路板)板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求,这直接关系到背光源成品的出光亮度、这道工序还将承担点荧光粉(白光LED)的任务。 5)焊接:如果背光源是采用SMD(表面安装器件)-LED或其它已封装的LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到P
8、CB(印制电路板)板上。 6)切膜:用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。7)装配:根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 8)测试:检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。2、LED的封装的任务:是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用、关键工序有装架、压焊、封装。 3、封装形式 : LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果、LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD(表面安装器件)-LED、High-Power-LED等。4、封装工艺说
9、明 :1)芯片检验镜检:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill),芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求,电极图案是否完整。2)扩片: 由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利于后工序的操作,我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,使LED芯片的间距拉伸到约0.6mm,也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。3)点胶: 在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶,(对于GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶,对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。) 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求,银
10、胶的醒料。搅拌。使用时间都是工艺上必须注意的事项。 4)备胶: 和点胶相反,备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶,但不是所有产品均适用备胶工艺。 5)手工刺片: 将扩张后LED芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上,LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处,便于随时更换不同的芯片,适用于需要安装多种芯片的产品。 6)自动装架: 自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤,先在LED支架上点上银胶(绝缘胶),然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,
11、再安置在相应的支架位置上。自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对LED芯片表面的损伤,特别是兰、绿色芯片必须用胶木的,因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 7)烧结: 烧结的目的是使银胶固化,烧结要求对温度进行监控,防止批次性不良。银胶烧结的温度一般控制在150,烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170,1小时。绝缘胶一般150,1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时(或1小时)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。 8)压焊: 压焊的目的将电极引到LED芯片上,完成产品内外
12、引线的连接工作。 LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。 对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)选用、劈刀(钢嘴)运动轨迹等。 9)点胶封装: LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点、设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。一般的LED无法通过气密性试验,手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光LED),主要难点是对点胶量的控制。因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉
13、淀导致出光色差的问题。 10)灌胶封装: Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧,然后插入压焊好的LED支架,放入烘箱让环氧固化后,将LED从模腔中脱出即成型。 11)模压封装: 将压焊好的LED支架放入模具中,将上下两副模具用液压机合模并抽真空,将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中,环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。 12)固化后固化:固化是指封装环氧的固化,一般环氧固化条件在135,1小时。模压封装一般在150,4分钟。固化是为了让环氧充分固化,同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架(PCB(印制电路板))的粘
14、接强度非常重要。一般条件为120,4小时。 13)切筋和划片: 由于LED在生产中是连在一起的(不是单个),Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD(表面安装器件)-LED则是在一片PCB(印制电路板)板上,需要划片机来完成分离工作。 14)测试: 测试LED的光电参数。检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选。 15)包装: 将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。十、LED的基本照明术语有哪些?答: 常用照明术语有:1、光通量:符号 ,单位为流明 Lm,说明发光体每秒种所发出的光量之总和,即光通量。 2、光强: 符号 I,单位为坎德拉 cd,说明发光体在特定
15、方向单位立体角内所发射的光通量 。3、照度: 符号 E,单位为勒克斯 Lm/m2,说明发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。 4、亮度: 符号 L,单位坎德拉 cd/ m2,说明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量 。5、光效: 单位为每瓦流明 Lm/w,说明电光源将电能转化为光的能力,以发出的光通量除以耗电量来表示 。6、平均寿命:单位小时,说明指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数 。7、经济寿命:单位小时,说明在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十,用于室内的光源如日光灯则为百分之八十。 8、色温:
16、光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同,光色也不同。色温在3300K以下:有稳重的气氛,温暖的感觉。色温在3000-5000K:为中间色温,有爽快的感觉。色温在5000K以上:有冷的感觉。1)色温与亮度: 高色温光源照射下,如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛;低色温光源照射下,亮度过高会给人们有一种闷热感觉。 2)光色的对比: 在同一空间使用两种光色差很大的光源,其对比将会出现层次效果,光色对比大时,在获得亮度层次的同时,又可获得光色的层次。 9、显色性: 光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏差
17、。能较全面反映光源的颜色特性。显色分两种 :1)忠实显色:能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源,其数值接近100,显色性最好。 2) 效果显色:要鲜明地强调特定色彩,表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果。由于光线中光谱的组成有差别,因此即使光色相同,灯的显色性也可能不同。 10、灯具效率(也叫光输出系数):是衡量灯具利用能量效率的重要标准,它是灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例。 十一、什么是大功率LED?答: 大功率LED广义上说就是单颗LED光源功率大于0.35W(含0.35W)的。城市照明LED路灯采用大功率LED是发展的趋势。 LED光源有两种做法
18、,一种是使用传统小功率LED作组合,一般多达上百颗甚至数百颗,电源设计复杂。另一种是使用大功率管作光源,价格比较贵。两种方法都不可避免地要将散热设计和工作可靠性作为主要设计考虑因素。LED器件产品应用到路灯上,技术上的特殊要求主要是要结合LED光强和发光角度来设计。LED路灯与普通路灯的对比优势:1、节能、环保、易于和低压适配,也可和太阳能系统直接配套,无需额外的逆变。转换过程,能达到最大的能源利用率。2、LED作为点光源,如果设计合理,很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题。3、对光照射面的均匀度可控,理论上可以做到在目标区域内完全均匀,这也能避免传统光
19、源“灯下亮”现象中的光浪费。4、色温可选,这样在不同场合的应用中,也是提高效率,降低成本的一个重要途径。5、技术进步空间依然很大。劣势:当前价格还太高,当前同等照度设计的LED光源价格大约相当于传统光源的4倍(不过在路灯产品中,光源部分占总成本并不高,所以在工程安装中的成本提高比例也不会太高,应用的空间还是比较大的)。 十二、LED色温的特性?答: 色温指的是光波在不同的能量下,人类眼睛所感受的颜色变化。在色温的计算上,是以 Kelvin 为单位,黑体幅射的 0Kelvin= 摄氏 -273 C 做为计算的起点。将黑体加热,随着能量的提高,便会进入可见光的领域,例如,在 2800 K 时,发出
20、的色光和灯泡相同,我们便说灯泡的色温是 2800K。可见光领域的色温变化,由低色温至高色温是:由橙红 - 白 - 蓝。色温的特性:1、在高纬度的地区,色温较高,所见到的颜色偏蓝。2、在低纬度的地区,色温较低,所见到的颜色偏红。3、在一天之中,色温亦有变化,当太阳光斜射时,能量被( 云层、空气 )吸收较多,所以色温较低。当太阳光直射时,能量被吸收较少,所以色温较高。4、我司LED照明色温为:2700K-3000K、6000K-6500K、6700K-7000K。不同光源环境的相关色温度光源色温清晨的色温大约在 4400 K 高山上色温大约在 6000 K北方晴空 8000-8500k 阴天 65
21、00-7500k夏日正午阳光 5500k 金属卤化物灯 4000-4600k下午日光 4000k 冷色荧光灯 4000-5000k高压汞灯 3450-3750k 暖色荧光灯 2500-3000k卤素灯 3000k 钨丝灯 2700k高压钠灯 1950-2250k 蜡烛光 2000kWindows 的 RGB 色彩模型是以 6500 K 做为标准色温,以 D65 表示之。十三、LED产业全球知名厂家有哪些?答: GELCORE 、GREE(美国)、OSRAM(德国)、LUMILEDS(飞利浦荷兰)、日亚化工、丰田合成、大洋日酸(日本)。十、LED现有哪些知识产权?答: 大功率蓝光芯片( 科锐)、
22、白光荧光粉技术(日亚)。十五、什么是大功率LED灯具?答: 一种采用大功率LED作为光源的照明器具。十六、LED灯具与传统灯具相比有何的优势? 答: 1、光效率高:光谱几乎全部集中于可见光频率,效率可以达到80%-90%。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。2、光线质量高:由于光谱中没有紫外线和红外线,故没有热量,没有辐射,属于典型的绿色照明光源。3、能耗小:单体功率一般在0.05-1w,通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要,浪费很少。以其作为光源,在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/8-10。4、寿命长:光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时。一个半导体灯正常情况下可以
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