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白光LED現(xiàn)狀及LED使用過程中的損失分析   

LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。近年來，上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競(jìng)賽。

出光率決定LED光源應(yīng)用程度

LED燈具與傳統(tǒng)燈具有完全不同的結(jié)構(gòu)，而且結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)揮其特性有著關(guān)健作用，現(xiàn)代LED燈具主要由LED光源、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)性器、散熱器、標(biāo)準(zhǔn)燈具接口等五部分組成。

德國量一的芯片內(nèi)通過在硅膠中摻入納米熒光粉可使折射率提高到1.8以上，降低光散射，提高LED出光效率并有效改善了光色質(zhì)量。通常熒光粉尺寸在1um 以上折射率大于或等于1.85，而硅膠折射率一般為1.5左右，由于兩者同折射率的不匹配以及熒光粉顆粒尺寸遠(yuǎn)大于光散射極限（30 nm），因而熒光粉顆粒表面存在光散射，降低了出光率。

目前白光LED主要通過三種形式實(shí)現(xiàn)：

1、采用紅、綠、藍(lán)三色LED組合發(fā)光即多芯片白光LED；

2、采用藍(lán)光LED芯片和黃色熒光粉，由藍(lán)光和黃光兩色互補(bǔ)得到白光或用藍(lán)光LED芯片配合紅色和綠色熒光粉，由芯片發(fā)出的藍(lán)光、熒光粉發(fā)出的紅光和綠光三色混合獲得白光；

3、利用紫外LED芯片發(fā)出的近紫外激發(fā)三基色熒光粉得到白光。

目前應(yīng)用廣泛的是第二種方式，采用藍(lán)光LED芯片和黃色熒光粉，互補(bǔ)得到白光。因此，此種芯片提高LED的流明效率，決定于藍(lán)光芯片的初始光通量及光維持率。

而藍(lán)光LED芯片的初始光通量是隨著外延及襯底技術(shù)發(fā)展而提升的。光通維持率則光通過封裝技術(shù)進(jìn)行保持的，保持光通維持率的關(guān)鍵在于改善導(dǎo)電及散熱內(nèi)環(huán)境，這就涉及到LED封裝的關(guān)鍵技術(shù)：低熱阻封裝工藝和高取光率封裝結(jié)構(gòu)與工藝。

就目前來講，現(xiàn)有LED光效水平，由于輸入電能的80%轉(zhuǎn)化為熱量，因此芯片散熱熱量十分關(guān)鍵。LED封裝熱阻主要包括材料內(nèi)部熱阻和界面熱阻。散熱基極的作用主要是吸收芯片產(chǎn)生的熱量，并傳導(dǎo)到熱阻上，實(shí)現(xiàn)與外界的熱交換；而減少界面和界面接觸熱阻，增強(qiáng)散熱也是關(guān)鍵，因此芯片和散熱基極的熱界面材料選擇十分重要，目前采用低溫或共晶焊膏或銀膠。德國量一照明使用的LED芯片內(nèi)使用的導(dǎo)熱膠是內(nèi)摻納米顆粒的導(dǎo)熱膠，有效提高了界面?zhèn)鳠幔瑴p少了界面熱阻，加速了LED芯片的散熱。

在LED使用過程中，輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子在向外發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的損失，主要有三個(gè)方面：

1、芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷以及材料的吸收，光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失；

2、由于入射角大于全反射臨界角而引出的全反射損失；

3、通過在芯片表面覆蓋一層折射率相對(duì)較高的透明膠層有效減少光子在界面的損失，提高了取光率。

因此要求其有透光率高，折射率高，熱穩(wěn)定性好，流動(dòng)性好，易于噴涂，同是為提高LED封裝的可靠性它要求具有低吸濕性，低應(yīng)力耐老化等特性。而且通常白光LED還需要芯片所發(fā)的藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉合成發(fā)光，在封裝膠內(nèi)還需加入黃色熒光粉進(jìn)行配比混色，因此熒光粉的激發(fā)效率和轉(zhuǎn)換效率是高光效的關(guān)鍵。

奕博工廠是一家集開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)為一體的光電照明高科技企業(yè)，采用的生產(chǎn)設(shè)備以及專業(yè)的技術(shù)人才，不斷地引進(jìn)的技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)，致力向新老客戶提供的產(chǎn)品服務(wù)和設(shè)計(jì)解決方案。奕博專業(yè)生產(chǎn)SMD貼片LED燈珠、插件LED燈珠、食人魚LED燈珠、紅外線發(fā)射管等等。

常遇LED芯片6大問題   LED芯片是LED產(chǎn)品的心臟，主要功能就是把電能轉(zhuǎn)化成光能，在使用過程中，LED芯片也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，現(xiàn)在就讓我們一起看看LED芯片常規(guī)會(huì)出現(xiàn)那六大問題吧 

 一、正向電壓降低、暗光

（1）一種是電極與發(fā)光材料為歐姆接觸，但接觸電阻大，主要由材料襯底低濃度或電極缺損所致。

（2）一種是電極與材料為非歐姆接觸，主要發(fā)生在芯片電極制備過程中蒸發(fā)層電極時(shí)的擠壓印或夾印，分布位置。

另外封裝過程中也可能造成正向壓降低，主要原因有銀膠固化不充分，支架或芯片電極沾污等造成接觸電阻大或接觸電阻不穩(wěn)定。

正向壓降低的芯片在固定電壓測(cè)試時(shí)，通過芯片的電流小，從而表現(xiàn)暗點(diǎn)，還有一種暗光現(xiàn)象是芯片本身發(fā)光效率低，正向壓降正常。

二、難壓焊

（1）打不粘：主要因?yàn)殡姌O表面氧化或有膠

（2）有與發(fā)光材料接觸不牢和加厚焊線層不牢，其中以加厚層脫落為主。

（3）打穿電極：通常與芯片材料有關(guān)，材料脆且強(qiáng)度不高的材料易打穿電極，一般GAALAS材料（如高紅，紅外芯片）較GAP材料易打穿電極。

（4）壓焊調(diào)試應(yīng)從焊接溫度，超聲波功率，超聲時(shí)間，壓力，金球大小，支架定位等進(jìn)行調(diào)整。

三、發(fā)光顏色差異

（1）同一張芯片發(fā)光顏色有明顯差異主要是因?yàn)橥庋悠牧蠁栴}，ALGAINP四元素材料采用結(jié)構(gòu)很薄，生長(zhǎng)是很難保證各區(qū)域組分一致。（組分決定禁帶寬度，禁帶寬度決定波長(zhǎng)）。

（2）GAP黃綠芯片，發(fā)光波長(zhǎng)不會(huì)有很大偏差，但是由于人眼對(duì)這個(gè)波段顏色敏感，很容易查出偏黃，偏綠。由于波長(zhǎng)是外延片材料決定的，區(qū)域越小，出現(xiàn)顏色偏差概念越小，故在M／T作業(yè)中有鄰近選取法。

（3）GAP紅色芯片有的發(fā)光顏色是偏橙黃色，這是由于其發(fā)光機(jī)理為間接躍進(jìn)。受雜質(zhì)濃度影響，電流密度加大時(shí)，易產(chǎn)生雜質(zhì)能級(jí)偏移和發(fā)光飽和，發(fā)光是開始變?yōu)槌赛S色。

四、閘流體效應(yīng)

（1）是發(fā)光二極管在正常電壓下無法導(dǎo)通，當(dāng)電壓加高到一定程度，電流i產(chǎn)生突變。

（2）產(chǎn)生閘流體現(xiàn)象原因是發(fā)光材料外延片生長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)了反向夾層，有此現(xiàn)象的LED在IF＝20MA時(shí)測(cè)試的正向壓降有隱藏性，在使用過程是出于兩極電壓不夠大，表現(xiàn)為不亮，可用測(cè)試信息儀器從晶體管圖示儀測(cè)試曲線，也可以通過小電流IF＝10UA下的正向壓降來發(fā)現(xiàn)，小電流下的正向壓降明顯偏大，則可能是該問題所致。

五、反向漏電流IR

在限定條件下反向漏電流為二極管的基本特性，按LED以前的常規(guī)規(guī)定，指反向電壓在5V時(shí)的反向漏電流。隨著發(fā)光二極管性能的提高，反向漏電流會(huì)越來越小。IR越小越好，產(chǎn)生原因?yàn)殡娮拥牟灰?guī)則移動(dòng)。

（1）芯片本身品質(zhì)問題原因，可能晶片本身切割異常所導(dǎo)致。

（2）銀膠點(diǎn)的太多，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致短路。外延造成的反向漏電主要由PN結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷所致，芯片制作過程中側(cè)面腐蝕不夠或有銀膠絲沾附在測(cè)面，嚴(yán)禁用有機(jī)溶液調(diào)配銀膠。以防止銀膠通過毛細(xì)現(xiàn)象爬到結(jié)區(qū)。

（3）靜電i擊i傷。外延材料，芯片制作，器件封裝，測(cè)試一般5V下反向漏電流為10UA，也可以固定反向電流下測(cè)試反向電壓。不同類型的LED反向特性相差大：普綠，普黃芯片反向擊穿可達(dá)到一百多伏，而普紅芯片則在十幾二十伏之間。

（4）焊線壓力控制不當(dāng)，造成晶片內(nèi)崩導(dǎo)致IR升高。

解決方案

（1）銀膠膠量需控制在晶片高度的1／3～1／2；

（2）人體及機(jī)臺(tái)靜電量需控制在50V以下；

（3）焊線點(diǎn)的壓力應(yīng)控制在30～45g之間為佳。

六、i死燈現(xiàn)象

（1）LED的漏電流過大造成PN結(jié)失效，使LED燈點(diǎn)不亮，這種情況一般不會(huì)影響其他的LED燈的工作。

（2）LED燈的內(nèi)部連接引線斷開，造成LED無電流通過而產(chǎn)生死燈，這種情況會(huì)影響其他的LED燈的正常工作，原因是由于LED燈工作電壓低（紅黃橙LED工作電壓1．8v－2．2v，藍(lán)綠白LED工作電壓2．8－3．2v），一般都要用串、并聯(lián)來聯(lián)接，來適應(yīng)不同的工作電壓，串聯(lián)的LED燈越多影響越大，只要其中有一個(gè)LED燈內(nèi)部連線開路，將造成該串聯(lián)電路的整串LED燈不亮，可見這種情況比種情況要嚴(yán)重的多。

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