LED光源的色坐标是不是越有两块很贴近的黑体黑体曲线越...

LED工程培训知识
LED工程培训知识
LED 晶 片 知 识:
国外LED芯片厂商:
CREE科锐;惠普(HP); 日亚化学(Nichia); 丰田合成; 大洋日酸; 昭和电工(SDK); 东芝;
Lumileds流明司;旭明(Smileds); 欧司朗(Osram; GeLcore首尔半导体; 普瑞; 韩国安萤(Epivalley)等。
1. CREE 美国公司:产品以碳化硅(SiC),氮化镓(GaN),硅(Si)及相关的化合物为基础,包括蓝、绿、紫外发光二极管(LED)、近紫外激光、射频(RF)及微波器件、功率开关器件及适用于生产及科研的碳化硅(SiC)外延片。
2. OSRAM欧司朗:是世界第二大光电半导体制造商,产品有照明,传感器,和影像处理器。公司总部位于德国,研发和制造基地在马来西亚。 OSRAM最出名的产品是LED,长度仅几个毫米,有多种颜色,低功耗,寿命长。
3. NICHIA日亚化学: 著名LED芯片制造商,日本公司,开发出世界第一颗蓝色LED(1993年),世界第一颗纯绿LED(1995年),在世界各地建有子公司。
4. ToyodaGosei丰田合成:总部位于日本爱知,生产汽车部件和LED,LED约占收入10%,丰田合成与东芝所共同开发的白光LED,是采用紫外光LED与萤光体组合的方式,与一般蓝光LED与萤光体组合的方式不同。
5. Agilent 安捷伦:世界领先的LED供应商,安捷伦低成本的点阵LED显示器、品种繁多的七段码显示器及安捷伦LED光条系列产品都有多种封装及颜色供选择。&
6. 东芝半导体:是汽车用LED的主要供货商,特别是仪表盘背光,车载电台,导航系统,气候控制等领域突出。东芝新技术UV+phosphor(紫外+荧光),LED芯片可发出紫外线,激发荧光粉后组合发出白光,粉红,青绿等光。
7. LUMILEDS流明司LumiledsLighting:是全球大功率LED和固体照明的领导厂商,还提供各种LED晶片和LED封装,有红、绿、蓝、琥珀、白等LED。 总部在美国,工厂位于荷兰,日本,马来西亚,由安捷伦和飞利浦合资组建于1999年,2005年飞利浦完全收购了该公司。
8. 首尔半导体:乃韩国最大的LED环保照明技术生产商,并且是全球八大生产商之一,首尔半导体的主要业务乃生产全线LED组装及定制模组产品,包括采用交流电驱动的半导体光源产品如:侧光LED、顶光LED、切片LED、插件LED及食人鱼(超强光)LED等。
台湾芯片厂商:
晶元光电(Epistar)ES、(联诠、元坤、连勇、国联);广镓光电(Huga); 新世纪(Genesis Photonics);华上(Arima Optoelectronics)AOC; 泰谷光电(Tekcore); 奇力; 钜新; 光宏; 晶发; 视创;
洲磊;联胜(HPO); 汉光(HL); 光磊(ED); 鼎元(Tyntek)简称:TK;曜富洲技TC;国通; 联鼎;
?圆(Formosa Epitaxy);全新光电(VPEC); &BR&华兴(Ledtech Electronics); 东贝(Unity Opto Technology);光鼎(Para Light Electronics);亿光(Everlight Electronics);佰鸿(Bright LED Electronics);今台(Kingbright);菱生精密(Lingsen Precision Industries;立基(Ligitek Electronics);光宝(Lite-On Technology);宏齐(HARVATEK)等。
大陆LED芯片厂商:
三安光电简称(S)、上海蓝光(Epilight)简称(E)、士兰明芯(SL)、大连路美简称(LM)、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地。
电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大,山东华光、上海蓝宝等。
晶片尺寸: 7*9nm&& 8*8nm&& 9*9nm&& 10*10 nm&& 9*11nm&& 11*13 nm&& 12*12 nm&13*13 nm
14*17 nm&& 8*15 nm&& 10*16 nm&& 9*26&& 10*20nm&10*23nm&&& 20*20nm&&& 24*24nm
28*28 nm&& 20*40 nm&& 38*38 nm&40*40 nm&45*45: 22*44 nm&& 60*60 nm
绿色、蓝色晶片焊垫圆点为正极,半圆为负极。
红色、橙色、***、(双电极、单电极都有反极性晶片)焊垫极性以机台电源测试正负极为准。
单电极晶片必需使用银浆固晶导电;绝缘胶(单电极)不能起到导电作用。
荧光粉知识
一、LED荧光粉的种类;
1.YAG铝酸盐荧光粉&&&& 2.硅酸盐荧光粉&&&& 3.氮化物荧光粉&&&& 4.硫化物荧光粉
1. YAG铝酸盐荧光粉;
优点:亮度高,发射峰宽,成本低,应用广泛,黄粉效果较好。
缺点:激发波段窄,光谱中缺乏红光的成分,显色指数不高,很难超过85RA。
2. 硅酸盐荧光粉;
优点:激发波段宽,绿粉和橙粉较好。
缺点:发射峰窄,对湿度较敏感,缺乏好的红粉,不太耐高温,不适合做大功率LED,适合用在小功率LED 。
3. 氮化物荧光粉;
优点:激发波段宽,温度稳定性好,非常稳定红粉、绿粉较好。
缺点:制造成本较高,发射峰较窄。
4. 硫化物荧光粉;
优点:激发波段宽红粉、绿粉较好。
缺点:湿度敏感,制造过程中会产生污染,对人有害有很强的臭味,会腐蚀支架。
二、常用的YAG成份荧光粉的相关知识
1.YAG合成工艺比较;
固相法缺陷:合成温度高、反应时间长;对原料品质要求高;粉体团聚严重、样硬、需机械破碎、球磨等后处理; 形貌不规则、颗粒流动性差、无法进一步进行包膜等后处理工艺; 难以有效地控制粒径分布。
控制反应沉淀法: 合成温度低、反应时间短 ;合成粉体疏松,无需机械破碎、球磨等后处理工艺;形貌规则,颗粒呈球形,流动性和稳定性好 ;颗粒粒径可控;容易实现包膜等后处理工艺。
2.新型荧光粉的使用;
⑴. 目前市场上主流白光LED皆由蓝光芯片激发***荧光粉制作而成,这种制作方法相对简单且成本低,因而得到普遍运用。但是,这样制作出来的产品显色性并不高,那么,怎样才能做出高显的产品呢?光谱全才能够达到高显,做出高显的产品。三基色R,G,B三种光谱混色后可得到高显指,而目前用蓝光芯片激发***荧光粉只有两种光谱(蓝色和***),缺少红色光谱,因此导致显色性不够高。
⑵. ***荧光粉的激发效率要高于红色荧光粉,在***荧光粉里面加入一些红色荧光粉可用来提高显指。需要注意的是:加入红色荧光粉后,蓝光芯片激发***荧光粉的效率就会相对降低一些,这是因为红光光谱太长,覆盖了其它光谱,所以加红粉提高显指的同时也降低了光通量。
⑶. 随着美国能源之星的公布,技术要求越来越严格,业界竞争也是相对加大,很快正白光做到Ra80已经非常容易了。但是暖白光要同时实现高亮高显还是颇具难度。追求暖白光高亮高显,业界通常的做法都是用***荧光粉混合红色荧光粉去实现,但这样做出来的产品光通量相对较低。
⑷. 台湾弘大贸易股份有限公司(日本根本特殊化学亚太地区总代理商)最新推出橙色荧光粉YLO-802B(峰值波长605nm)和YLO-804B(峰值波长615nm)。这两款粉分别搭配460nm左右的蓝光芯片激发,做3000K左右暖白光都能实现Ra80且不降低光通量,而且稳定性、一致性也非常好,也可以与黄粉相互搭配做正白6000K高显80的显色指数光通量不降低的效果。
⑸. 这两款粉是目前市场上硅酸盐成份的荧光粉没法比拟的。硅酸盐成份的粉因本身不耐高温、湿热的特性,会经常出现色温漂移,这也是未来可能被淘汰的荧光粉,新的产品将取而代之。随着辅料行业的不断发展,相信很快会有更给力的产品出现。
三、白光LED有三种衬底:蓝宝石、硅、碳化硅蓝宝石衬底较为常见;
⑴. 第一种是比较成熟且已商业化的蓝光芯片+***荧光粉来获得白光,这种白光成本最低,但是蓝光晶粒发光波长的偏移、强度的变化及荧光粉涂布厚度的改变均会影响白光的均匀度,而且光谱呈带状较窄,色彩不全,色温偏高,显色性偏低,灯光对眼睛不柔和不协调。人眼经过进化最适应的是太阳光,白炽灯的连续光谱是最好的,色温为2500K,显色指数为100。所以这种白光还需要改进,比如加多发光过程来改善光谱,使之连续且足够宽。
⑵. 第二种是紫外光或紫光芯片+红、蓝、绿三基色荧光粉来获得白光,发光原理类似于日光灯,该方法显色性更好,而且UV-LED不参与白光的配色,所以UV-LED波长与强度的波动对于配出的白光而言不会特别地敏感,并可由各色荧光粉的选择和配比,调制出可接受色温及演色性的白光。但同样存在所用荧光粉有效转化效率低,尤其是红色荧光粉的效率需要大幅度提高的问题。这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大、配合荧光粉紫外光波长的选择、UV-LED制作的难度及抗UV封装材料的开发也是需要克服的困难。
⑶. 第三种是利用三基色原理将 RGB三种超高亮度LED混合成白光,该方法的优点是不需经过荧光粉的转换而直接配出白光,除了可避免荧光粉转换的损失而得到较佳的发光效率外,更可以分开控制红、绿、蓝光LED的发光强度,达成全彩的变色效果(可变色温),并可由LED波长及强度的选择得到较佳的演色性。但这种办法的问题是绿光的转换效率低,混光困难,驱动电路设计复杂。另外,由于这三种光色都是热源,散热问题更是其它封装形式的3倍,增加了使用上的困难。 偏振LED和三波长全彩化的白光LED将是未来的发展方向。
四、晶片对白光LED光衰的影响
从目前实验的结果来看,晶片对光衰的影响分为两大类:第一是晶片的材质不同导致衰减不同,目前常用的蓝光晶片衬底材质为碳化硅和蓝宝石,碳化硅一般结构设计为单电极,其导热效果比较好,蓝宝石一般设计为双电极,热量较难导出,导热效果较差;第二是晶片的尺寸大小,在晶片材质相同时,尺寸大小不同衰减差距也不同。
五、固晶底胶对白光LED光衰的影;
在白光LED封装行业中通常用到的固晶胶有环氧树脂绝缘胶、硅树脂绝缘胶、银胶。三者各有利弊,在选用时要综合考虑。环氧树脂绝缘胶导热性差,但亮度高;硅树脂绝缘胶导热效果比环氧树脂稍好,亮度高,但由于硅成分占一定比例,固晶片时旁边残留的硅树脂与荧光胶里的环氧树脂相结合时会产生隔层现象,经过冷热冲击后将产生剥离导致死灯;银胶的导热性比前两者都好,可以延长LED芯片的寿命,但银胶对光的吸收比较大,导致亮度低。对于双电极蓝光晶片在用银胶固晶时,对胶量的控制也很严格,否则容易产生短路,直接影响到产品的良品率。
六、荧光粉对白光LED光衰的影响
⑴. 实现白光LED的途径有多种,目前使用最为普遍最成熟的一种是通过在蓝光晶片上涂抹一层***荧光粉,使蓝光和黄光混合成白光,所以荧光粉的材质对白光LED的衰减影响很大。市场最主流的荧光粉是YAG钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉,与蓝光LED芯片相比荧光粉有加速老化白光LED的作用,而且不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同,这与荧光粉的原材料成分关系密切。选用最好材质的白光荧光粉,做出的白光LED在衰减控制方面有了很大的提高。 荧光胶水对白光LED光衰的影响
⑵. 传统封装的白光LED,荧光胶一般采用环氧树脂或硅胶,经过光衰实验的结果得出,用硅胶配粉的白光LED寿命明显比环氧树脂的长。原因之一是用以上两种方法封装成成品LED,硅胶比环氧树脂抗UV能力强且硅胶散热效果比环氧树脂好;但在相同条件下,用硅胶配粉的初始亮度要比环氧树脂配粉的要低,最主要是由于硅胶的折射率(1.3-1.4)比环氧树脂(1.5以上)低,所以初始光效不及环氧树脂高。
七、支架对白光LED光衰的影响
LED支架主要有铜支架和铁支架。铜支架导热、导电性能好,价格高。而铁支架的导热、导电性能相对较差,更容易生锈,但价格便宜。市场上的LED大部分使用铁支架。不同材料的支架对LED的性能影响也不同,特别是对光衰的影响尤为突出。这主要是由于铜的导热性能比铁的好很多,铜的导热系数398W(m.k),而铁的导热系数只有50W(m.k)左右,仅为前者的1/8,还有支架的电镀层厚度也密切相关。在选用支架时,还要注意支架的碗杯大小是否与发光芯片以及模粒匹配,其匹配质量的优劣,直接影响白光LED的光学效果,否则容易造成光斑形状不对称、有黄圈,以及黑斑等,直接影响到产品的质量。
随着白光LED在照明上的应用,客户需求也不断提高,要做出高性能的白光LED产品,物料的挑选和搭配是否最佳直接影响着白光LED衰减和品质,因此,好的物料加上最佳的搭配,制造工艺的配合是做好白光的技术关键所在。
八、配粉之前先在CIE图上看看:
(1)寻找需要的荧光粉波长;当我们需要某个色温段或者某个X、Y坐标点的时候,这时需要知道自己所用蓝光芯片的波长。当知道我们使用的芯片波长(图中芯片波长460nm)并且知道要做的坐标点(x0.44& y0.41),这时候在CIE图上将芯片波长点与所要达到的坐标点x、y两点连一条直线并延长到上端的CIE波长点,这个时候这个波长延长点就是我们需要的荧光粉的发光波长了(目标荧光粉波长~585nm)。因此要达到这个色坐标就需要用到这个波长的荧光粉了。
2)当我们找到目标荧光粉的波长之后呢,就要寻找相应的荧光粉来做,但是只使用一种荧光粉的话显色较低,因此我们需要用两种以上荧光粉来调配如红粉+绿粉(红粉+绿粉根据光的叠加混色原理可得到需要的目标荧光粉波长),如何选择两种荧光粉?如何调配两种荧光粉的比例呢?这就涉及到需要做的色坐标的目标荧光粉波长和需要做的显色指数要求是多少了,红绿粉适当的比例可得到需要的荧光粉的波长,如果对Ra要求较高时可选用波长较长的红色荧光粉如650nm的红粉(光谱越宽显色指数越高)配合波长520nm左右的绿粉,做90以上显指就很容易了。(找需要的目标荧光粉波长时,根据小标题(1)的方法把已经做出来产品进行测试得到一个坐标点并与蓝光芯片波长做一条直线延伸到CIE上方的波长点;如果这个点的波长比目标荧光粉的波长长的话那么需要减小红色荧光粉的比例,如果比目标波长短的话要增加红色荧光粉的比例)
3)当找到合适的红绿粉并且也找到了目标荧光粉的比例后(红粉与绿粉的比例不要变),如果产品的坐标点仍然偏离需要的坐标点的时候,你可以在CIE上观察到此时产品的色坐标与你要的色坐标点、蓝光芯片的波长点、目标荧光粉的波长点基本在一条直线上,这时只需要调节硅胶与荧光粉的比例(红粉+绿粉),当色坐标低于目标坐标时增加荧光粉浓度,当色坐标高于目标坐标时减少荧光粉浓度。
小结:1)调配荧光粉时其实就是在混合需要的黄粉的波长。
2)不要只想增加或减少单一的x或y值,x跟y的增长或减少是与你的荧光粉的波长也就是色坐标与蓝光芯片波长的斜率来决定的。
3)当荧光粉的波长确定后色坐标的增长和减小是与荧光粉浓度有关
4)红粉与绿粉的比例只是来确定需要的目标荧光粉波长也就是色坐标的斜率
5)斜率找对了,之后调节浓度就可以得到你要的坐标区域了
1.在显色指数要求不高的情况下Ra&85,建议用偏绿黄粉+红粉来做,优点是;光效较高易控制。
2.在显色指数要求较高Ra&90的情况下建议使用红粉加绿粉的方式来做,缺点是;光效较低
3.如显色指数要求较高Ra&90且又想光效高一点的话建议使用 黄粉+绿粉+红粉的方式来做;缺点是;一致性低、不易控制
4.关于单粉做到显色Ra&70以上高亮度正白黄粉+红粉大晶粒粉的方式来做;缺点是;沉淀快、不易控制
1.首先要知道相同色温的产品颜色并不是都一样的,有些客户要求如3000K左右的色温,有的人做出来是粉红色的有些人做出来是金***的但都是3000K左右的,因此做想要的某个颜色的产品并不能单纯的以色温来衡量和区分,还要引入色区的概念。
2.分色区的目的就是要将产品的颜色分开,以相同BIN区的产品人眼分辨不出为准,这时某个色温段的产品就需要用色区来分割了。
3.一般情况下如果要某个色温段的产品的话,参考的坐标点以该色温线与黑体辐射线的交点作为参考坐标点(越接近黑体辐射线颜色越接近自然光的颜色)
九、LED白光发光原理
1:用蓝色LED激励***荧光粉。即将***荧光粉敷涂在蓝色LED表面,蓝色LED本身光通量并不高,但在激励***荧光粉后产生的白光光通量是原蓝光光通量的8倍。这种工艺是目前制造白光LED的主要方法。
2:将红、绿、蓝三种LED集成在一起,通过调整其发光比例产生白光(即三基色远离),一般比例为红:绿:蓝=3:6:1。这种方式造价高,不适合于商品化发展。
3:LED分类;LED按照功率区分,可以分为大功率和小功率。0.5W以下一般称为小功率,0.5W以上称为大功率。
4:LED内部结构;大功率LED除两个电极外,都还自带有专门的散热结构和外部连接,用于提高散热效果。而小功率LED由于体积及成本原因,几乎都没有专门的散热结构,仅靠两个电极和外部连接,散热能力差。因此大功率灯具都应选择大功率LED,而小功率灯具(如LED灯泡、LED灯管)在对灯具散热进行优化设计后采用小功率LED。
5:白光LED基本技术指标;
⑴.常用光源的色温为: 钨丝灯为K;荧光灯为3000K;中午阳光为5400K; 蓝天为K;高压钠灯为K。
⑵. LED光源可以通过改变荧光粉的配比来控制色温输出,一般范围为K。
⑶.人对不同色温的光源感官反应也不同,一般按色温可将光源分为三种:比如,家庭多使用暖白光,而办公环境多使用正白光或冷白光。色温可以通过光谱分析仪测量。
温暖(带红的白色)
3000-5000K
中间(白色)
清凉型(带蓝的白色)
6:显色指数和显色性;
光源照射到物体后反应物体本身颜色的能力称为显色性,显色性高低用显色指数来表示。显色指数的符号为Ra,最大为100(自然光),显色指数越高,说明光源的显色性越好。常见光源的显色指数如下:
白炽灯 97 &&&&&&&&&&&& 日光色荧光灯 白色荧光灯 75-85 80-94 &&&&&&&&&&
暖白色荧光灯 80-90 &&&&&&卤钨灯 95-99 &&&&&&&&&&&&&&&&&高压汞灯 22-51
高压钠灯 20-30 &&&&&&&&&&金属卤化物灯 60-65 &&&&&&&&&&&LED灯 65-90
显色指数可以通过光谱分析仪测量。
7:正向电压;LED的本质就是二极管,它的电压即指二极管的管压降,用Vf表示,单位为V。为了得到更高的光效,在同样光通量(亮度)前提下,LED的电压越低越好。一般白色、纯绿色、蓝色LED的电压为2.8V-3.4最好,红色、***LED的电压为1.8V-2.2V最好。
8:电流;电流指流过LED过电流。但应区分两个概念:LED最大驱动电流和实际驱动电流。实际应用中,LED的驱动电流绝对不允许超过最大驱动电流,否则可能损坏LED或导致亮度快速衰减。LED属于电流型器件:电流越大,光通量越高(即亮度越高);电流越小,光通量越低(即亮度越低)。但提高电流会导致功率上升,发热量增加,光效降低,影响LED的寿命。
9:光效;光效指在消耗单位功率条件下输出的光通量。光效可以分为光源光效和整灯光效。单位都是lm/w(流明每瓦)。
⑴. 光源光效指单个光源在消耗单位功率条件下输出的光通量。整灯光效指整个灯具在消耗单位功率条件下输出的光通量。光源光效;
从上式可以看出,只要测试出光源光通量及光源电压和光源电流即可计算出光源光效。光源光通量可以通过小型积分球测量,光源电压和光源电流可以通过精密电源测量。
注意:光源光效应注明测试电流,在不同测试电流情况下,测得的光效是不同的,因为LED的光通量输出虽然会随着电流的增加而增加,但不是线性增加。上图为某型号LED驱动电流和光通量输出曲线(纵轴数字为光通量输出的比例)。
⑵. 整灯光效;整灯光效指在将LED装配到灯具内部后,对整个灯具进行的测试。
从上式可以看出,只要测试出灯具的整灯光通量及整灯功率即可计算出整灯光效。整灯光通量可以通过大型积分球或分布式光度计测量,整灯功率可以通过综合电量表测量。对比以上两个公式可以发现,整灯光效要明显小于光源光效。
因为:LED光源被装配到灯具内部后,会在透镜、面板部分产生透光损失和反射损失,导致最终灯具光通量下降。光损的多少可以用灯具效率来表示:
⑶. LED灯具的功率除了光源部分功率之外,驱动电源自身还需要消耗一部分能量。电源自耗功率的多少可以用电源效率来标识:
10. LED各参数之间的关系;
⑴. 色温划分
以下为三原色图,中心椭圆区域为白光区,白光区内越接近左下角色温越高,白光区内越接近右上角色温越低。在白光内,可以划分为多个区域,ABC的色温相同,都是K;DEF的色温相同,都是K;GHI的色温相同,都是K。
⑵. 色温和显色指数
色温和显色指数没有直接关系。例如,色温分别为2700K和3400K的LED,显色指数都可以达到85以上。
⑶. 色温和光通量
同型号LED(指芯片和工艺相同),色温降低,光通量也随之降低;色温提高,光通量也随之提高。因此在早期制造灯具的过程中,由于LED本身的光通量并不高,所以通常选择高色温的LED。
⑷. 色温混合;(不建议混合色温;特殊情况)
可以将高色温LED和低色温LED混合使用,这样灯具的色温会表现为中间色温。例如:将2700K的LED和5000K的LED混合使用,灯具的色温应介于2700K和5000K之间。
⑸. 显色指数混合;(不建议混合显色;特殊情况)
可以将高显色性LED和低显色性LED混合使用,这样灯具的显色性会在两者之间。例如:将Ra=65的LED和Ra=85的LED混合使用,灯具的显色指数应介于65和85之间。
11:LED使用过程中的注意事项;
⑴. 严禁用手或其他物品按压;所有LED的透镜表面均严禁用手或其他物品按压,否则会导致LED损坏。从前面介绍的大功率LED内部结构部分我们了解到,LED芯片和外接电极之间大多采用金线焊接,金线及金线末端的焊接部分仅能承受约10g力,因此外部很小的压力就会导致金线或金线末端的焊接部分断裂,从而造成LED损坏。
⑵. 防止化学品沾污;所有LED严禁化学品沾污。灯生产过程中使用的酒精、助焊剂、各种胶水、抹字水等化学品都具有很强的氧化性,会对LED内的荧光粉、芯片产生严重腐蚀,导致LED损坏。
⑶. 回流焊控制;所有LED仅能过1次回流焊,重复焊接会严重损伤LED,因此在对LED进行回流焊操作前必须确认以下内容:
温度曲线符合LED器件的要求,新的LED器件首次回流焊前必须和LED厂家确认温度曲线。
LED器件符合潮湿敏感度标准要求,达不到标准的应按生产厂家要求进行烘烤后再焊接。
LED进入回流焊设备前应确保进行了必要的检查,以防止LED贴装不良。
⑷. LED串联及并联分组对比;LED灯具的光源部分一般都是由多颗LED组成,这些LED在电气连接上可能是串联,也可能是并联,实际使用中以串联为主。
串联连接;LED采用串联方式,由电源提供恒定电流驱动。
串联方式能够保证回路中所有LED电流一致,但在串联回路中LED数量较多时,需要电源输出较高电压,同时串联回路存在一只LED开路导致整个回路失效(整个回路不亮)的风险。
LED失效会产生两种后果:开路或短路。开路会造成整个串联回路中所有LED熄灭;而短路则不会影响串联回路中其他LED正常工作。大量实践证明,LED失效基本上为短路,开路现象极少,因此串联使用是安全的。
并联连接;如上图所示,多只LED采用先串联后并联的方式由电源驱动。在驱动相同数量LED时,并联方式不需要电源输出很高电压。例如:某盏灯具总共有60只LED,若每只LED的电压为3V,则串联方式电源输出电压至少为180V;而采用3路并联后,电源输出电压仅需要60V。
并联方式中,电源输出的电流I恒定,每条并联支路的电流分别为i1、i2、i3,在理想情况下(每条支路上所有LED的电压和相等),i1=i2=i3=1/3I,也就是说,在并联方式下,电源输出的总电流应根据分支路数的多少成倍增加。
应特别注意:并联方式存在比较明显的隐患,如上图,实际上有一点非常关键,i1、i2、i3并不一等相等。由于LED的电压存在离散性,我们无法保证每条支路路上LED的总电压一致,但是并联电路的原理决定了每条支路的电压必须一致,这样就导致电压高的支路电流小,电压低的支路电流大。极限情况下,电压低的支路电流可能超过安全值,造成LED损坏。
若有LED损坏,后果会更加严重,整个灯具可能在短时间内损坏:
★ 某条支路有一只LED开路,该支路的电流会分担到其他支路,造成其他支路超负荷工作;
★某条支路有一只LED短路,会造成该支路电压下降、电流急剧增加,而其他支路的电流均减小。
因此,在实际使用中,应尽量避免采用并联驱动方式。
三 色 刺 激 值
人类眼睛有对于短(S)、中(M)和长(L)波长光的感受器(叫做视锥细胞),所以原则上只要三个参数便能描述颜色感觉了。在三色加色法模型中,如果某一种颜色和另一种混合了不同份量的三种原色的颜色,均使人类看上去是相同的话,我们把这三种原色的份量称作该颜色的三色刺激值。 CIE 1931 色彩空间通常会给出颜色的三色刺激值,并以X、Y和Z来表示。
色彩空间是指任何一种替每个颜色关联到三个数(或三色刺激值)的方法,CIE 1931 色彩空间就是这种色彩空间之一。但是 CIE XYZ 色彩空间是特殊的,因为它是基于人类颜色视觉的直接测定,并充当很多其他色彩空间的定义基础。
在 CIE XYZ 色彩空间中,三色刺激值并不是指人类眼睛对短、中和长波(S、M 和 L)的反应,而是一组称为 X、Y 和 Z 的值,约略对应于红色、绿色和蓝色(但要留意 X、Y 和 Z 值并不是真的看起来是红、绿和蓝色,而是从红色、绿色和蓝色导出来的参数),并使用 CIE 1931 XYZ 颜色匹配函数来计算。两个由多种不同波长的光混合而成的光源可以表现出同样的颜色,这叫做&异谱同色&(metamerism)。当两个光源对标准观察者(CIE 1931 标准色度观察者)有相同的视现颜色的时候,它们即有同样的三色刺激值,而不管生成它们的光的光谱分布如何。
CIE xy 色度图
CIE 1931 色彩空间色度图。外侧曲线边界是光谱(或单色)光轨迹,波长用纳米标记。注意描绘的颜色依赖于显示这个图象的设备的色彩空间,没有设备能有足够***域来在所有位置上提供精确的色度表现。
因为人类眼睛有响应不同波长范围的三种类型的颜色传感器,所有可视颜色的完整绘图是三维的。但是颜色的概念可以分为两部分:明度和色度。例如,白色是明亮的颜色,而灰色被认为是不太亮的白色。换句话说,白色和灰色的色度是一样的,而明度不同。
CIE XYZ 色彩空间故意设计得 Y 参数是颜色的明度或亮度的测量。颜色的色度接着通过两个导出参数 x 和 y 来指定,它们是所有三个三色刺激值 X、Y 和 Z 的函数所规范化的三个值中的两个:
导出的色彩空间用 x, y, Y 来指定,它叫做 CIE xyY 色彩空间并在实践中广泛用于指定颜色。
X和 Z 三色刺激值可以从色度值 x 和 y 与 Y 三色刺激值计算回来:
右侧的图象展示了相对色度图。外侧曲线边界是光谱轨迹,波长用纳米标记。注意这个色度图是指定人类眼睛如何体验给定频谱的光的工具。它不能指定物体的颜色(或印刷墨水),因为在观察物体的时候看到的色度还依赖于光源。
数学上,x 和 y 是投影坐标,色度图的颜色占据了实投影平面的一个区域。
色度图展示了 CIE XYZ 色彩空间一些有趣性质:
色度图展示了对一般人可见的所有色度。这个用颜色展示的区域叫做人类视觉的色域。在 CIE 绘图上所有可见色度的色域是用颜色展示的马蹄铁形状。色域的曲线边界叫做&光谱轨迹&并对应于单色光,波长用纳米标记。色域底下的直线边界叫做&紫线&,这些颜色尽管在色域的边界上,但没有匹配的单色光。更少饱和的颜色位于图形内部而白色位于中央。
所有可见色度对应于 x、y 和 z 的非负值(因此对应于 X、Y 和 Z 的非负值)。
如果你在色度图上选择了任何两点,则位于这两点之间直线上任何颜色都可以用这两个颜色混合出来。这得出了色域的形状必定是凸形的。混合三个光源形成的所有颜色都可以在色度图内的源点形成的三角形内找到(对于多个光源也如是)。
两个同等明亮颜色的等量混合一般不位于这个线段的中点。用更一般术语说,在 xy 色度图上距离不对应于两种颜色之间的差别程度。设计了其他色彩空间(特别是CIELuv 和 CIELab)来满足这个问题。
给定三个真实光源,这些光源不能覆盖人类视觉的色域。几何上说,在色域中没有三个点可以形成包括整个色域的三角形,更简单的说,人类视觉的色域不是三角形。 平直能量频谱的光对应于点 (x,y) = (1/3,1/3)。
CIE XYZ 色彩空间定义
& CIE RGB 色彩空间:CIE RGB 色彩空间是 RGB 色彩空间之一,以单色(单一波长)原色的特定集合著称。
在 1920 年代,W. David Wright (Wright 1928) 和 John Guild (Guild 1931) 独立进行了一系列人类视觉实验,提供了 CIE XYZ 色彩空间规定的基础。
CIE RGB 原色的色域和原色在 CIE 1931 xy 色度图上的位置。
实验使用 2 度视角的圆形屏幕。屏幕的一半投影上测试颜色,另一半投影上观察者可调整的颜色。可调整的颜色是三种原色的混合,它们每个都有固定的色度,但有可调整的明度。
观察者改变三种原色光的明度直到观察到混合的颜色匹配了测试颜色。不是所有颜色都可使用这种技术匹配。当没有匹配的时候,可变数量的一种原色被增加到测试颜色上,用余下两种原色混合与它匹配。对于这种情况,增加到测试颜色上原色的数量被认为是负值。通过这种方式,可以覆盖完整的人类颜色感知。当测试颜色是单色的时候,可以把使用的每种原色的数量绘制为测试颜色的波长的函数。这三个函数叫做这个特定实验的&颜色匹配函数&。
CIE 1931 RGB 颜色匹配函数。颜色匹配函数是匹配水平刻度标示的波长的单色测试颜色所需要的原色数量。
尽管 Wright 和 Guild 的实验使用了各种强度的各种原色,和一些不同的观察者,所有他们的结果都被总结为标准 CIE RGB 颜色匹配函数 , 和 ,它们是通过使用标准波长为 700 nm(红色)、546.1 nm(绿色)和 435.8 nm(蓝色)的三种单色原色获得的。颜色匹配函数是匹配单色测验颜色所需要的原色的数量。这些函数展示于右侧的(CIE 1931)绘图中。注意 和 在 435.8nm 处为零, 和 在 546.1nm 处为零,而 和 在 700 nm 处为零,因为在这些情况下测试颜色是原色之一。选择波长 546.1 nm 和 435.8 nm 的原色是因为它们是容易再生的水银蒸气放电的色线。1931 年选择的 700 nm 波长难于再生为单色光束,选择它是因为眼睛的颜色感知在这个波长相当不变化,所以在这个原色波长上的小误差将对结果有很小的影响。
经过 CIE 的特别委员会的深思熟虑之后确定了颜色匹配函数和原色(Fairman 1997)。在图的短波和长波的侧的取舍点某种程度上是随意选择的;人类眼睛实际上能看到波长直到 810 nm 的光,但是敏感度要数千倍低于绿色光。定义的这些颜色匹配函数叫做&1931 CIE 标准观察者&。注意胜过指定每种原色的明度,这种曲线通常规范化为在其下有固定的面积。这个面积按如下规定而固定为特定值
结果的规范化颜色匹配函数经常对源照度按 r:g:b 比率 1:4.1 缩放、和为源辐射功率按比率 72.1:1 缩放来重新生成真正的颜色匹配函数。通过提议标准化原色,CIE 建立了客观颜色表示法的一个国际系统。
给定这些缩放了颜色匹配函数,带有频谱功率分布&) 的一个颜色的 RGB 三色刺激值给出为: I(
这些都是内积,并可以被认为是无限维频谱到三维颜色的投影。
Grassmann 定律
你可能会问:&为什么可以使用不同原色和它们的不同实际使用强度来总结 Wright 和 Guild 的结果?&还可能问:&要匹配的测试颜色不是单色会怎样?&。对这两个问题的***在于人类色彩感知的(几乎)线性。这种线性被表达为 Grassmann 定律。
CIE RGB 空间可以被用来以常规方式定义色度:色度坐标是 r 和 g:
从 Wright&Guild 数据构造 CIE XYZ 色彩空间
在使用 CIE RGB 颜色匹配函数开发了人类视觉的 RGB 模型之后,希望开发出与 CIE RGB 色彩空间有关的另一个色彩空间。它假定 Grassmann 定律成立,这个新空间通过线性变换而有关于 CIE RGB 空间。新空间将以三个新颜色匹配函数来定义: 和带有频谱功率分布&) 的颜色的对应的 XYZ 三色刺激值: I(
在 CIE色度图中展示规定 CIE XYZ 色彩空间的三角形构造。三角形 Cb-Cg-Cr 就是在 CIE xy 色度空间中的 xy=(0,0),(0,1),(1,0) 三角形。连接 Cb 和 Cr 的直线是 alychne。注意光谱轨迹通过 rg=(0,0) 于 435.8 nm,通过 rg=(0,1) 于 546.1 nm,通过 rg=(1,0) 于 700 nm。还有,均等能量点 (E) 位于 rg=xy=(1/3,1/3)。
选择这个新色彩空间是因为它有如下性质:
新颜色匹配函数在所有地方都大于等于零。在 1931 年,计算是凭借手工或滑尺进行的,正值的规定有用于计算简化。
颜色匹配函数精确的等于&CIE 标准适应光观察者&(CIE 1926)的适应光发光效率函数&)。它是描述感知明度对波长的变换的亮度函数。亮度函数可以构造为 RGB 颜色匹配函数的线性组合的事实是没有任何方式来保证的,但是被认为几乎是真实的,因为人类视觉的几乎线性本质。还有,这个要求的主要原因是计算简单。 V(
对于恒定能量白点,要求为 x = y = z = 1/3。
由于色度定义和要求 x 和 y 为正值的优势,可以在三角形内见到所有颜色的色域。在实践中必须把色域完全的充入这个空间中。
可以在 650 nm 处被设置为零而仍保持在实验误差范围内。为了计算简单规定可以这样做。
用几何术语说,选择新色彩空间等于在 rg 色度空间中选择一个新三角形。在右侧的图形中,rg 色度坐标展示在两个黑色轴上,还有 1931 标准观察者的色域。展示为上述要求所确定的是红色 CIE xy 色度轴。要求 XYZ 坐标非负意味着 Cr, Cg, Cb 形成的三角形必须包围标准观察者的整个色域。连接 Cr 和 Cb 的直线由 函数等于亮度函数的要求来确定,它叫做 alychne。 函数在 650 nm 处为零的要求意味着连接 Cg 和 Cr 的直线必须是 Kr 区域内的色域的切线。这定义了点 Cr 的位置。均等能量点定义自 x = y = 1/3 的要求对连接 Cb 和 Cg 的直线做了限制,最后,色域充入空间的要求对此线作了第二个限制,它要非常靠近在绿色区域的色域,这规定了 Cg 和 Cb 的位置。上面描述的变换是从 CIE RGB 空间到 XYZ 空间的线性变换。CIE 特殊委员会确定了标准变换如下:
在 380 nm 到 780 nm 之间的(间隔 5 nm)CIE 1931 标准色度观察者 XYZ 函数
要求 3 确定了 XYZ 颜色匹配函数的积分必须相等,可通过要求 2 确定的适应光发光效率函数的积分得到它。必须注意到制表的敏感度曲线有一定量的任意性在其中。单独的 X、Y 和 Z 敏感度曲线可以按合理的精度测量。但是整体的光度曲线(它事实上是这个三个曲线的加权和)是主观的,因为它涉及到问测试人两个光源是否有同样的明度,即使它们是完全不同的颜色。同样的,X、Y 和 Z 的曲线的相对大小(magnitude)也是任意的。你也可以定义有两倍幅值的 X 敏感度曲线的有效色彩空间。这个新色彩空间将有不同的形状。CIE 1931 和 1964 XYZ 色彩空间的敏感度曲线被缩放为有相同的曲线下面积。
问题和解决
1924 发光效率函数 V(&) (CIE 1926)严重的低估了在 460 nm 波长下的敏感度。这也给出了一组新的 XYZ 颜色匹配函数。 CIE 1964 标准观察颜色匹配函数是为 10 度视角定义的。1931 标准观察视角是 2 度。对于 10 度实验,指导观察忽略中心 2 度斑点。推荐对多于 4 度视角使用 1964 增补标准观察。
CIE 1931 色彩空间的一个问题是它没有给出估量颜色差别的直接方式。希望在色度图上距离能对应于在两个颜色之间的差别程度。测量两个颜色之间的差别的想法,开发并总结于 椭圆的概念中。
一、&&&&&&&&&&&&& LED灯优点:
LED使用有:低电压、无害环保。发光热量小,光束集中,耗电量低,超长寿命,点亮无延迟,发光纯度高,响应时间更快、等优点。
1:LED灯的内在特征,决定了它是最理想的光源去代替传统的光源,它有着广泛的用途。
2:体积小:LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂、或硅树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。
3:耗电量低:LED耗电相当低,一般来说LED的工作电压是1.7-3.8V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说:它消耗的电能不超过0.1W。
4:使用寿命长:在恰当的电流和电压下,LED的使用寿命可达10万小时。
5:高亮度、低热量:LED使用冷发光技术,发热量比普通照明灯具低很多。
6:环保:LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。
7:坚固耐用:LED是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED可以说是不易损坏的。(现阶段LED主要损坏来自电源)
8:LED灯高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。
9:寿命长:LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,单颗使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。
10:多变幻:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256&256&256=种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
11:利环保:环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。
12:高新端技术:与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件&高新端&技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。
二、LED灯参数:
LED主要参数:亮度、波长、流明、发光角度、VF值、灯珠尺寸等等:
1:正向工作电流If:它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6IFm以下。
2:正向工作电压VF:参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极体正向工作电压VF在1.4~4V。在外界温度升高时,VF将下降。
3:V-I特性:发光二极体的电压与电流的关系,在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加-发光。
4:发光强度IV:发光二极体的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二强度小,所以发光强度常用烛光(坎德拉, mcd)作单位。
5:LED的发光角度:-90&+90&
6:光谱半宽度&D&:它表示发光管的光谱纯度。
7:半值角&1/2和视角:&1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。
8:全形:根据LED发光立体角换算出的角度,也叫平面角。
9:视角:指LED发光的最大角度,根据视角不同,应用也不同,也叫光强角。
10:半形:法向0&与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说,是最大发光强度值与最大发光强度值/2所对应的夹角。LED的封装技术导致最大发光角度并不是法向0&的光强值,引入偏差角,指得是最大发光强度对应的角度与法向0&之间的夹角。
11:最大正向直流电流:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。IFm
12:最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极体可能被击穿损坏。
13:工作环境topm:发光二极体可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极体将不能正常工作,效率大降低;一般在-40℃至+80℃。
14:允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。
三、LED灯应用广泛:
1:可用在建筑景观外观发光体;高架、高楼、公路、桥梁、地标;
标志建筑发光源;广告立体字、标志、标识、指示光源;
商业空间、机场、建筑工程、地铁、医院、饭店、白货商场、广场、餐馆;
PUB设计灯光;汽车、运输、轮船;
宣传指示警示光源;电脑、手机、通信、滑鼠、信号传输应用光源。
2:LED景观:LED硬灯条,LED柔性灯带,LED数码管,LED流星雨,LED投光灯,LED洗墙灯,LED点光源,LED吸顶灯,LED埋地灯,LED水下灯;
LED室内:LED日光灯,LED射灯,LED球泡灯,LED天花灯,LED柜台灯;
LED交通:LED路灯、LED汽车灯饰、LED广告/指示、LED泛光灯、LED显示屏、LED等其它。
四、LED常见规格型号:
1:LED SMD 表面贴装:
0603、0805、1210、3528、、3014是指表贴型 SMD LED的尺寸大小。例如0603指的是长度为0.06英寸,宽度为0.03英寸。但是要注意单位是公制。下面是这些规格的详细介绍:
0603:换算为公制是1608,即表示LED元件的长度是1.6mm,宽度是0.8mm。行业简称1608,英制叫法是0603.
0805:换算为公制是2012,即表示LED元件的长度是2.0mm,宽度是1.2mm.行业简称2012,英制叫法是0805.
1210:换算为公制是3528,即表示LED元件的长度是3.5mm,宽度是2.8mm。行业简称3528,英制叫法是1210.
3528:这是公制叫法,即表示LED元件的长度是3.5mm,宽度是2.8mm。行业简称3528.
5050:这是公制叫法,即表示LED元件的长度是5.0mm,宽度是5.0mm。行业简称5050.
3020:这是公制叫法,即表示LED元件的长度是3.0mm,宽度是2.0mm。行业简称3020.
3014:这是公制叫法,即表示LED元件的长度是3.0mm,宽度是1.4mm。行业简称3014.
2:LED Lamp插脚:
Lamp插脚:按发光面特征有圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面***用微型管等。圆形灯按直径分为&2mm、&3mm、&4mm、&5mm、&8mm、&10mm及&20mm等。国外通常把&3mm的发光二极管记作T-1;把&5mm的记作T-1(3/4);把&4mm的记作T-1(1/4)。
3:LED大功率:
大功率常见有:红色、绿色、蓝色、橙色、***、正白、暖白、冷白、1W、3W、5W、三基色;
国内由于没有行业标准或者说是具体行业标准没下来,所以;国内市场的LED灯无论是在外观和性能指标上都是层次不齐,不管单颗还是集成的1W以上就叫大功率了,如果是用集成的灯珠做1000瓦都可以,但是光源面积会很大很笨重,光线不难集中。光衰:10000小时后衰减到原始亮度的60%就该报废。
4:LED灯分类:
①:按发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等另外,有的发光LED灯中包含二种或三种颜色的芯片。
LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256&256&256=种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
②:根据LED灯出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
③:由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。 从发光强度角分布图来分有三类:
(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5&~20&或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用组成自动检测系统。
(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20&~45&。
(3)散射型。这是视角较大的指示灯/照明灯,半值角为45&~90&或更大,散射的面较大。
④:按LED的结构分:按LED灯的结构分:有全硅胶包封、金属底座硅胶封装、陶瓷底座硅胶封装及玻璃封装等结构。也有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装等结构。
⑤:LED灯按发光强度和工作电流可分为、小功率;中功率、大功率;
⑥: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。
五、照明术语:
1:波长:光的色彩强弱是可以通过数据来描述,这种数据叫波长。能见到的光的波长,范围在380至780nm之间。单位:纳米(nm)
2:亮度:亮度是指物体明暗的程度,定义是单位面积的发光强度。单位:尼特(nit)
3:光强:指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。单位:烛光(cd)
4:光通量:光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通量(&P)。单位:流明(Lm)
5:光效:每瓦流明(Lm/w):光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。
6:显色性:光源对物体呈现的程度,也就是颜色的逼真程度。通常叫做&显色指数&。单位:Ra。
7:色温: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。单位:开尔文(k)。
8:眩光:视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,所造成的视觉不舒适称为眩光,眩光是影响照明质量的重要因素。
9:同步性:两个或两个以上LED灯在不规定时间内能正常按程序设定的同步方式运行,同步性是LED灯实现协调变化的基本要求。
10:防护等级:IP防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级,由两个数字所组成,第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵人的等级(分0-6级),第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度(分0-8级),数字越大表示其防护等级越高。
11:缺点:价格贵,需要恒流驱动,散热处理不好容易光衰。
七、生产使用:
1:扩晶:把排列的密密麻麻的晶片经拉伸胶膜晶片间距便于固晶。
2:固晶:在支架底部点上导电银胶(浆)/不导电的绝缘胶;导电与否视晶片是上下型PN结还是左右型PN结而定然后把晶片放入支架里面。
3:烘烤:使导电银胶(浆)/不导电的绝缘胶;与支架固化,起到固定散热、焊线时晶片不移动作用。
4:焊线:用金线把晶片和支架导通,测试点亮晶片作用。
5:灌胶、长烤:用胶水把芯片和支架包裹起来,起到固定防护作用。
6:分光测试:测试点亮及电性参数是否达标。分光分色把颜色和电压大致上一致的产品分出来。
7:常用的固晶胶:解冻时间:存放(0℃&5℃)解冻0.5小时;冷冻存放 -20℃以下解冻2小时;搅拌5-10分钟。
成品在完成后4小时内进烤,胶使用24小时更换一次。中途作业停机时,银浆盘须加盖,若停机超过8小时未用完的银浆应及时作更换处理
固晶推力说明:下图中:
&A&指:&& 晶片及胶体全部脱落&&&& ;
&B&指:&& 晶片与胶体未全部脱落&& ;
&C&指:&& 晶片从中间破损&&&&&&&& ;
发光颜色代码
X:0.26-0.36
Y:0.28-0.38
X:0.36-0.48
Y:0.38-0.50
车间标准温度湿度:固晶焊线测试车间温度要求:23&2℃ 湿度40%-60%;灌胶车间温度:25&3℃ 湿度40%-60%
LED的电学指标:
1:LED主要参数:光学参数
波长:(WLD)nm&&&&&&&&&&&&&&& 亮度:(mcd)IV
2:LED主要参数:电学参数
IFM:&极限工作电流&&&&&&&&&&&&&& IF:&正向工作电流&&&&&&&&& IR:&反向工作电流
UBR:&反向击穿电压&&&&&&&&&&&&&& VF:&正向工作电压&&&&&&&&& IP:&条件值
3:LED发光二极管可接受反向电流:
普通小功率: ? 2&A&&&&&&&&&&&&& 中功率大功率:&?10&A
LED产线基本知识:
2.请写出以下颜色电压范围:红色:橙色:***: &1.8-2.4V&、绿色:蓝色:&2.8-3.6V&、
3.光学参数用英文字母表示:波长nm:&& WLD&& 、亮度IV :&& mcd&& 、
4. 常用表示亮度单位的字母有那三种:流明&& Lm&&& 、毫瓦&& mW&& 、毫、坎德拉&& mcd&& 、
5.所有单电极晶片必需使用&& 银浆&& 固晶导电;&& 绝缘胶&& 固单电极晶片不能起到导电作用。
7. 在拿放支架时必须戴 静电手套 ,不得触碰支架&焊接面&,生产与抽查过程中都要戴&静电环&、
8.吸嘴使用次数达到&& 50&& 万次要更换。吸臂压力为&80&20g&& 合格。
9.固晶每固完一盒材料要对&点胶针&进行擦拭,材料需&& 抽检&& 合格才能放人烤箱进烤。进烤
时需检查烤箱的&& 温度&& 、&& 时间&& 、&& 清洁&& 、&& 通风&& 、
10. 3528已固晶产品应在&& 4&& 小时内入炉烘烤,烘烤条件为&160℃/2HR&、根据流程卡上的硬化条件设定烘箱的&& 温度&& 、和&& 时间&& 、。
11. LED贴片系列产品固晶推力应为:&& ?90&& 克,推力断点不能为&& A&& 点。一般情况下,银浆高度应在晶片的&二分之一&高度为最佳。
12.请写出常见的固晶不良项目:&& 粘胶&& 、&& 固重&& 、&& 固反&& 、&& 多胶&& 、&& 少胶&& 、
13.我司常用的有哪几种支架,每条支架数量分别为?&2007A-2&支架、&20&pcs; 大功率&支架、&20&pcs;&3528 14排&支架、&280&pcs、;&5050&支架,&120&pcs。
14. 在拿放支架时必须戴 静电手套 、不能触碰 焊接表面 、生产与抽查过程中都要佩戴&静电环&、
15.焊线瓷嘴使用次数达到&100&万次需要更换,更换瓷嘴时应用工具顶住&瓷嘴&再松螺丝更换。
16. 晶片焊垫小于3miL焊球需覆盖晶片焊垫 90-100% 、焊球厚度不允许小于 0.5mil 或大于1.2mil 、
17.目前LAMP插脚灯使用的焊线,线径为&0.8&miL;贴片使用的焊线,线径为&1.0&miL;大功率使用的焊线,线径为&1.2&miL
18.通常电极错焊是指&正负极焊反&、第一焊点是指&晶片电极&、第二焊点是指&支架焊垫&。
19.现焊线金线有三种0.8mil金线的拉力必需&?5&,1.0mil金线的拉力必需&?7&,1.2mil金线的拉力必需&?8&& ,做拉力断线任何情况下不能为&& A&& 和&& E&& 点。
20. KS机种焊线参数控制范围:焊线压力第一点_&20-80&g、USG电流&50-120&mAmps、焊接时间&7-30&ms、EFO&15-80&mA;EFO&1.4-2.5&ms;焊线温度&250-270&℃。
21. LED焊线加球有那两种模式&& BSOB&&& 、&&BBOS&& 、
22.请写出常见的焊线不良项目:、&打不粘&、&焊双线&、 焊球偏位 、 焊球过小 、 焊球打烂 、
23.极性判定:3528支架缺口为负极;缺口方向对应支架大杯为&负&极。LAMP插脚固晶晶片圆点为负极、焊线应焊在支架&小杯&;切脚大杯为&长&脚
24.常用荧光粉有&00902&、&4-3-2&、&HK-01R&、&Y468&、&Y 959&、&R6733&、
25. 现白光使用胶有&SCR-1012A/B-R&、&SCR-1016A/B&、&SCR-1018A/B-S2&、&OE-6550A/B&、
26. 大功率白光胶有&OE-6550A/B&烘烤温度&160&/1HR&、外封胶有&OE-6336A/B&短烤温度 130&/10分钟 、长烤温度&160&/2HR&。
TOP贴片使用白光胶SCR-1016A/B、SCR-1018A/B胶固化温度是 100&/1HR 转 150&/4HR 。
Lamp插脚灯白光胶B-R A/B胶固化温度 100&/1HR 转 135&/2HR 。
27.开机前先打开机器的&& 电源&& 、再打开&& 热板&& 待温度上升到设定值后,才可以生产。
28.根据流程卡上的硬化条件设定烤箱的&温度&和&时间&、并检查烤箱&清洁&及&通风&、
29.烤箱清洗需&& 15天&& 清洗一次,清洗时用&& 酒精&& 清洗。烘烤拖盘要&& 30&& 擦拭清洗一次。
30. LAMP插脚灯胶水,配胶前A胶需放到&60℃&烤箱预热&30&分钟以上,点检温度为 60℃&5℃ 、
将配好的胶水根据特性人工或机台顺时针搅拌15-20分钟,再拿到真空机中抽真空&20-25分钟。
31.硅胶抽真空时不得与&环氧树脂&同时抽真空,点胶后烘烤时硅胶也需与环氧树脂分开烤箱烘烤。
32. LAMP封胶过程中需用显微镜检查封胶产品的外观。检查内容主要有:胶量是否合适、&插深&& 、
插浅&& 、&杂物&& 、&刮花&& 、&气泡&、偏插等;
33.插脚灯胶水的使用期限从A.B胶混合开始计算,使用期限为&4&小时,每4小时必需保证灌胶斗里胶水&循环一次&、
34.灌胶速度设定范围: Ф3、墓碑形以设定最低参数为标准。
马达返回速度:&120-150&apm;一次注胶速度:&50-80&apm;二次注胶速度:&80-100&apm;
35.大功率材料生产完成,&针筒&、&针头&、&夹具&、&内塞&、要进行清洁,模条到使用周期做报废处理,清洁工作台面,关闭机台电源,使用料盒归位。
36. 点胶材料达到烘烤时间后,及时将材料从烤箱取出。每批出烤材料需用&刺针&抽检是否烤干。
37.分光测试亮度不可超出分光标准范围的&5%&、其亮度不允许与&生产单&不符;
38. LAMP插脚灯切脚,长脚为&正&极,短脚为&负&极。长短脚位长度需控制在 1.5-2.0 mm之间。
39. 机台测试前我们要对测试参数:&波长&、&亮度&、&色温&、&电压&进行校正。
40. LED现生产的产品有那几种系列 大功率 系列、 插脚灯 系列、 3528 系列、 5050 系列。
41.我们现有的测试机台有&5&种?分别是日本嘉大测试机、&长裕&LAMP测试机、、&朝阳光&LAMP测试机、&中为&大功率测试机、&中为&贴片测试机。
42.包装常见不良:多料&、少料&、反向&、混料&、翻料 &、盖带拉力不足、盖带拉力过大。
43.上带包装3528每盘数量&2000&pcs,5050每盘数量&1000&pcs,大功率每盘数量&800&pcs。
44. LED贴片系列未真空包装材料超过&&& 30&&& 天需要除湿,除湿条件为&& 80℃/12HR&& 。
45.装好载带、盖带,调整盖带覆盖宽度中心,空压一节载带测试盖带拉力:拉力需达到&20-60&g
再准备包装。
46.封装盘和防静电包装袋上均需贴上相应标签,标签需注明产品&型号&、&数量&、&批号 &、
参数&、&档次&日期,每个包装袋内需放置1包5g的干燥剂,并在包装盘内贴上相应的标签。
LED注意事项:
1.LED灯主要使用物料有支架、晶片、固晶胶、胶水、
2.常见吸嘴有4种:他们是陶瓷吸嘴、钨钢吸嘴、电木吸嘴、橡胶吸嘴、我们现在使用橡胶吸嘴。
3.晶片标签上表示晶片亮度的字母有 PO、mcd、mW、&& 注:PO书面解释为 输出功率。
4.焊线站使用1.0miL金线内径0.020mm;1.0miL金线内径0.025mm;1.0miL金线内径0.030mm
5.LED TOP贴片焊线设定温度是200℃&10℃;LAMP插脚灯焊线设定温度是260℃&10℃
6.焊线过程中要随时抽检材料、检查焊线的弧度、焊球大小、焊球厚度、焊球推力、金线刮伤、偏位、线歪、晶片打穿。
7.LED焊线所需物料有金线、瓷嘴、LED TOP 贴片支架焊线前需清洗,清洗条件:中档清洗5分钟
8.白光荧光胶型号有;B-R、B、B、B、B
9. LED显色?80属于高显,显色越高真实性越好
9. LED灯点胶不良有溢胶、荧光粉沉淀、胶多、胶少、胶水色差、气泡、杂物。
10.测试不良有色标偏移、入错箱号、电性不良、常见机台不良有:卡料;常见大意不良有:混料。
11.LED灯切脚不良胶体破裂、支架变形、引脚压伤、尺寸超差。
12.一般3528测试条件正向电流IF、反向电压VR设定为IF=20mA&VR=5V、
13.包装所需物料有载带、盖带、料盘、静电袋、纸箱、胶带。
14.生产线所有站别异常可接受范围,并不是控制标准,控制标准应更严格。
四、判断题并对错误改正:
1、进出车间穿好工衣、工帽、带好口罩,可以从应急通道进出车间。( && &)
更正:进出车间穿好工衣、工帽、带好口罩,没有重大紧急情况都不可以从应急通道进出车间。
2、进烤材料时只需检查烤箱温度时间是否正常,烤箱定期保养内部清洁通风不用检查。( && &)
更正:进烤材料时需检查烤箱温度、时间、清洁、通风是否正常,并每天都要做好烤箱保养。
3、固晶生产过程中不良支架记录清楚后,可以直接扔进垃圾桶清走。( && &)
更正:固晶生产过程中不良支架记录清楚后,支架需保留;当一个单完成统一处理。
4、固晶撕晶片时不用等离子风扇吹风,扩晶片时需用静电消除器吹扩晶机。( && &)
更正:固晶撕晶片时需用等离子风扇吹风,扩晶片时需用静电消除器吹扩晶机。
5、&固晶晶片表面粘胶,只要电极没粘胶不影响焊线都可以接收。( && &)
更正:固晶晶片表面粘胶,不管晶片粘胶多少都都不可以接收。
6、&生产过程中品质是由检验出来的,机台生产避免不了品质问题。(&&&)
更正:生产过程中品质是由生产出来的,机台生产避免不了品质问题;有品质问题就需检验。
7、&焊线生产过程中发生堵料,需要停机处理故障。(&&&)
8、&流程单与材料放在一起流程,焊线时可以不用校对直接上机生产。(&&&)
更正:流程单与材料放在一起流程,生产时都需校对才上机生产。
9、&焊线焊点偏位面积不得超出焊垫面积二分之一(&&&)
更正:焊线焊点偏位面积不得超出焊垫面积三分之一。
10、推力:用刺针推球以焊垫半边留金,半边焊垫推脱为合格,不留金为不合格。(&&&)
更正:推力:用刺针推球以焊球半边留金,半边焊球推脱为合格,不留金为不合格。
11、LED贴片胶体检验以三个区域分类:A:支架杯区; B:支架区表面; C:发光区;(&&&)
更正:LED贴片胶体检验以三个区域分类:A:支架杯区; B:发光区; C:支架区表面。
12、LED贴片检验A区、B区、C区气泡判定基准:气泡不得超过0.2 mm;距30cm不可见为准。(&&&)
更正:LED贴片检验A区、C区气泡判定基准:气泡不得超过0.2 mm;距30cm不可见为准。
B区、晶片表面不得有任何气泡,金线傍边不得有气泡
13、LED 贴片胶体上方,封胶面其缺胶程度不得超过1/4厚度。(&&&)
14、现使用LAMP系列胶水灌胶前模条均需喷离模剂,有问题材料需等管理层确认后进烤。(&&&)
更正:现使用LAMP系列胶水灌胶前模条均需喷离模剂,有问题材料需分开进烤,同时向上级反馈。
15、包装纸箱、物料需摆放整齐,物料过多规范区域摆放不下,可以零时占用走道。(&&&)
更正:包装纸箱、物料需摆放整齐,物料过多规范区域摆放不下,需重新规划不得占用走道。
16、LED切脚机切脚时一人切脚,另一人可以帮忙放料取料。(&&&)
更正:LED切脚机切脚,只允许一人操作,不得有人帮忙放料取料。
17、固晶扩晶片时需用静电消除器吹扩晶机,测试分光时也需用等离子风扇吹机台。(&&&)
18、从上工序流下来的产品,只要是同一个单号,同一种型号都可以放在一起。(&&&)
更正:上工序流下来的产品,只要是同一个单号,同一种型号(除分开流程材料)都可以放在一起。
各站别注意事项
3528=长3.5mm *宽2.8mm *高1.8mm*直径2.4mm(指灌胶位)
分档一般规定:测试条件为:IF=20MA&& VR=5V
SMD常用胶水型号:
SCR-1018A/B;SCR-1016A/B;SCR-1012A/B型号(短烤条件:100℃&5℃/1HR 转长烤条件:150℃&5℃/4HR A:B胶配比100:100)。
OE-6630A/B型号(短烤条件:100℃&5℃/1HR 转长烤条件:150℃&5℃/4HR A:B胶配比20:80)。
大功率常用胶水型号:
OE-6336A/B型号(透镜外封胶烘烤条件:短烤130℃&5℃/10分钟、长烤160℃&5℃/2HR)
OE-2500A/B型号(透镜外封胶烘烤条件:短烤130℃&5℃/10分钟、长烤160℃&5℃/5HR)
OE-6550A/B型号(荧光胶烘烤条件:短烤160℃&5℃/1HR)
公司产品常用支架型号及包装方式:
3528系列载带包装每米250PCS,每盘2000PCS,载带包装前空为20PCS,后空50PCS,盖带拉力为&20-60gf
5050系列每条60PCS.载带包装每米125PCS,每盘1000PCS.载带包装前空为20PCS,后空50PCS,盖带拉力为&30-60gf.
LAMP系列?用02A-7、等型号.每条20PCS.用静电袋散装1000PCS/每袋
除湿产品烘烤条件为:80℃&5℃/12HR(产品放在仓库一个月以上需除湿特殊要求除外)
SMD大功率:Z0616-05W(B)G/W-T 有碗杯;单晶支架
Z0618-04W(B)G/W-T 无碗杯;三晶支架(20PCS条)
Z0615-03W(B)G/W-T 有碗杯;单晶支架
Z0615-04W(B)G/W-T 无碗杯;单晶支架(20PCS条)
对应BOM单,生产流程单、发光颜色、支架型号、晶片型号、金线型号、选择相应机台准备焊线;金线:
焊线拉力0.8mil金线&5g&; 1.0mil金线&6 1.2mil金线&8g
模条防反:
我们一定要有模条防反意识:并对每个员工进行培训:作为考核内容。
1:以草帽帽沿缺口辩别方向;模条缺口方向对应支架大杯为负极,
2: 草帽以模条钢片定位孔辩别方向:模条前端定位孔为正极,(特殊模条以模条缺口为准)
3:草帽帽沿缺口在侧面的;模条竖向指向自己,帽沿缺口在右方。小杯在前大杯在后。
4:反极性晶片需在BOM、流程卡上注明:(反极性)和切脚方向。
2.LAMP:胶体检验以三个区域分类:A:发光区;&B:支架杯区; C:支架区;
Z T 3528 WO S 1 40 80
Z表示:&公司代码&、T表示: (TOP LED) 贴片 、3528表示: 3.5*2.8mm&、WO表示:&白光&、
S表示: 小功率系列&、1表示: 1颗晶片&、40表示: 色温4000K&、80表示: 显色?80&、
请写出以下080色温分档范围(5分)。
65色温:&& K&& 、65A色温:&& K&& 、65B色温:&& K&& 、
40色温:&& K&& 、40A色温:&& K&& 、40B色温:&& K&& 、
27色温:&& K&& 、27A色温:&& K&& 、27B色温:&& K&& 、
七、请说出本工序交接班和每天下班之前应做些什么工作?(5分)
1.统计当天生产数量,交接生产情况做到哪里、还要做些什么。
2.检查机台仪器是否正常,物料使用情况。缺料及时领取或请购。
3.提前5分钟开早会,听取昨天工作情况及今天工作安排。
4.清洁检查7S执行。
八、请写出7S及定义?(5分)
1S整理:将工作场所要与不要的物品进行区分,不要的清理现场。
2S整顿:对整理后的物品进行分类摆放整齐,标示清楚。
3S清扫:将工作场所清扫干净,保持明亮整洁。
4S清洁:将以上3S制度化,规范化。
5S素养:提高人品思想,增强团队意识,养成良好的工作习惯。
6S安全:清除安全隐患,保证人员安全和产品质量安全,预防意外事故发生。
7S节约:时间、空间、资源的合理利用,达到一个高效物尽其用的工作场所。
九、为何要实行7S?实行7S有何好处?(5分)
1.实行5S可以改善工作环境,提高生产效率产品品质,减少浪费提高工作效率和经济效益,也有利于生产工作开展。
2.环境舒适、确保安全、扩大销售、客户满意、节约成本。
焊线拉力说明:下图中:(3分)
&A&指:&焊球和晶片电极被拔起&&&&&&&&&& ;
&B&指:&球颈及上方处断线 &&&&&&&&&&&&&&;
&C&指:&金线从中间断线&&&&&&&&&&&&&&&& ;
&D&指:&金线从支架、PCB处断线且留金&&& ;
&E&指:&金线从支架、PCB处断线且不留金&;
lizhiwu126 7:56:41

参考资料

 

随机推荐