LED基本原理

發光二極管（LED）是由三五族化合物半導體為材料制成的光電元件，其核心是PN結。正向電壓下，電子由N區註入P區，空穴由P區註入N區，進入對方的區域的部分少數載流子與多數載流子復合而發光。形成PN結的材料性質（禁帶寬度）決定瞭發出光的波長，對於可見光來說，即決定瞭光的顏色。

LED的主要特點有：體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度低熱量、環保耐用等特點。在適當的電流和電壓下工作，LED的使用壽命可長達10萬小時。

LED的分類和應用

　　根據所發出的光的類型，LED可分為可見光LED和不可見光LED兩種。

　　可見光LED包括紅、橙、黃、綠、藍、紫光LED。其中紅光LED材料以GaP（二元系）、AlGaAs（三元系）和AlGaInP（四元系）為主；藍/白光LED材料以GaN為主。

LED的應用非常廣泛，主要包括：

1、LED顯示屏：室內外廣告牌、體育計分牌、信息顯示屏等；

2、信號指示燈：全國各大、中城市的市內交通信號燈、高速公路、鐵路和機場信號燈，電子設備功能指示；

3、光色照明：室外景觀照明和室內裝飾照明；

4、專用普通照明：便攜式照明(手電筒、頭燈)、低照度照明(廊燈、門牌燈、庭用燈)、閱讀照明(飛機、火車、汽車的閱讀燈)、顯微鏡燈、照相機閃光燈、臺燈、路燈；

5、安全照明：礦燈、防爆燈、應急燈、安全指標燈；

6、背光源：液晶顯示器、液晶電視背光源。

7、汽車用燈：包括車內照明和車外照明，車內包括機表板、電裝產品指示燈（開關、音響等）、開關背光源、閱讀燈以及外部剎車燈、尾燈、側燈及頭燈等。

8、其它應用：消費用，如兒童閃光鞋、聖誕樹LED燈等。

LED Lamp(led燈)主要由支架、銀膠、晶片、金線、環氧樹脂五種物料所組成。

一、支架：

1）、支架的作用：用來導電和支撐

2）、支架的組成：支架由支架素材經過電鍍而形成，由裡到外是素材、銅、鎳、銅、銀這五層所組成。

3）、支架的種類：帶杯支架做聚光型，平頭支架做大角度散光型的Lamp。
A、2002杯/平頭：此種支架一般做對角度、亮度要求不是很高的材料，其Pin長比其他支架要短10mm左右。Pin間距為2.28mm
B、2003杯/平頭：一般用來做φ5以上的Lamp，外露pin長為+29mm、-27mm。Pin間距為2.54mm。
C、2004杯/平頭:用來做φ3左右的Lamp，Pin長及間距同2003支架。
D、2004LD/DD：用來做藍、白、純綠、紫色的Lamp，可焊雙線，杯較深。
E、2006：兩極均為平頭型，用來做閃爍Lamp，固IC，焊多條線。
F、2009：用來做雙色的Lamp，杯內可固兩顆晶片，三支pin腳控制極性。
G、2009-8/3009：用來做三色的Lamp，杯內可固三顆晶片，四支pin腳。

　二、銀膠

　　銀膠的作用：固定晶片和導電的作用。

　　銀膠的主要成份：銀粉占75-80%、EPOXY（環氧樹脂）占10-15%、添加劑占5-10%。

　　銀膠的使用：冷藏，使用前需解凍並充分攪拌均勻，因銀膠放置長時間後，銀粉會沉淀，如不攪拌均勻將會影響銀膠的使用性能。

　三、晶片（Chip）：

發光二極管和led芯片的結構組成

1）、晶片的作用：晶片是LED Lamp的主要組成物料，是發光的半導體材料。

2）、晶片的組成：晶片是采用磷化鎵（GaP）、鎵鋁砷（GaAlAs）或砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）等材料組成，其內部結構具有單向導電性。

3）、晶片的結構：

　　焊單線正極性（P/N結構）晶片，雙線晶片。晶片的尺寸單位：mil

　　晶片的焊墊一般為金墊或鋁墊。其焊墊形狀有圓形、方形、十字形等。

4）、晶片的發光顏色：

　　晶片的發光顏色取決於波長，常見可見光的分類大致為：暗紅色（700nm）、深紅色（640-660nm）、紅色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黃色（580-595nm）、黃綠色（565-575nm）、純綠色（500-540nm）、藍色（450-480nm）、紫色(380-430nm)。

　　白光和粉紅光是一種光的混合效果。最常見的是由藍光+黃色熒光粉和藍光+紅色熒光粉混合而成。

5）、晶片的主要技術參數：

A、晶片的伏安特性圖：
B、順向電壓（VF）：施加在晶片兩端，使晶片正向導通的電壓。此電壓與晶片本身和測試電流存在相應的關系。VF過大，會使晶片被擊穿。
C、順向電流（IF）：晶片在施加一定電壓後，所產生的正向導通電流。IF的大小，與順向電壓的大小有關。晶片的工作電流在10-20mA左右。
D、逆向電壓（VR）：施加在晶片上的反向電壓。
E、逆向電流（IR）：是指晶片在施加反向電壓後，所產生的一個漏電流。此電流越小越好。因為電流大瞭容易造成晶片被反向擊穿。
F、亮度（IV）：指光源的明亮程度。單位換算：1cd=1000mcd
G、波長：反映晶片的發光顏色。不同波長的晶片其發光顏色也就不同。單位：nm
H、光：是電磁波的一種。波長在0.1mm-10nm之電磁波稱為光。

　　光可分為：波長大於0.1mm稱為電波；760nm-0.1nm叫紅外光;380nm-760nm叫可見光;  10nm-380nm叫紫外光；波長小於10nm的是X線光。

　　四、金線：

　　金線的作用：連接晶片PAD（焊墊）與支架，並使其能夠導通。

　　金線的純度為99.99%Au；延伸率為2-6%，金線的尺寸有：0.9mil、1.0mil、1.1mil等。

　　五、環氧樹脂：

　　環氧樹脂的作用：保護Lamp的內部結構，可稍微改變Lamp的發光顏色，亮度及角度；使Lamp成形。

　　封裝樹脂包括：A膠（主劑）、B膠（硬化劑）、DP（擴散劑）、CP（著色劑）四部份組成。其主要成分為環氧樹脂（Epoxy Resin）、酸酐類（酸無水物Anhydride）、高光擴散性填料（Light diffusion）及熱安定性染料（dye）

　　六、模條：

模條是Lamp成形的模具，一般有圓形、方形、塔形等。支架植得深淺是由模條的卡點高低所決定。模條需存放在幹凈及室溫以下的環境中，否則會影響產品外觀不良